universidad complutense de madridinflamatorias y redox (proteína de choque térmico 70, c3a, factor...

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UNIVERSIDAD COMPLUTENSE DE MADRID FACULTAD DE MEDICINA Departamento de Farmacología TESIS DOCTORAL Efecto anestésico en el dispositivo de asistencia mecánica circulatoria: anestesia intravenosa frente a anestesia inhalatoria. Estudio experimental MEMORIA PARA OPTAR AL GRADO DE DOCTORA PRESENTADA POR Paloma Morillas Sendín Directores María Begoña Quintana Villamandos María Jesús Delgado Martos Emilio Delgado Baeza Madrid, 2016 © Paloma Morillas Sendín, 2015

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Page 1: UNIVERSIDAD COMPLUTENSE DE MADRIDinflamatorias y redox (proteína de choque térmico 70, C3a, factor de necrosis tumoral, óxido nítrico). Discusión: En este trabajo hemos tratado

UNIVERSIDAD COMPLUTENSE DE MADRID

FACULTAD DE MEDICINA

Departamento de Farmacologiacutea

TESIS DOCTORAL

Efecto anesteacutesico en el dispositivo de asistencia mecaacutenica circulatoria

anestesia intravenosa frente a anestesia inhalatoria

Estudio experimental

MEMORIA PARA OPTAR AL GRADO DE DOCTORA

PRESENTADA POR

Paloma Morillas Sendiacuten

Directores

Mariacutea Begontildea Quintana Villamandos Mariacutea Jesuacutes Delgado Martos

Emilio Delgado Baeza

Madrid 2016

copy Paloma Morillas Sendiacuten 2015

Universidad Complutense de Madrid

Facultad de Medicina

Departamento de Farmacologiacutea

Efecto anesteacutesico en el dispositivo de asistencia mecaacutenica circulatoria

anestesia intravenosa frente a anestesia inhalatoria Estudio experimental

TESIS DOCTORAL

Paloma Morillas Sendiacuten

MADRID 2015

Universidad Complutense de Madrid

Facultad de Medicina

Departamento de Farmacologiacutea

Efecto anesteacutesico en el dispositivo de asistencia mecaacutenica circulatoria

anestesia intravenosa frente a anestesia inhalatoria Estudio experimental

TESIS DOCTORAL

Paloma Morillas Sendiacuten

MADRID 2015

Directores Dra Mariacutea Begontildea Quintana Villamandos

Dra Mariacutea Jesuacutes Delgado Martos

Dr Emilio Delgado Baeza

Mordf BEGONtildeA QUINTANA VILLAMANDOS Profesor Asociado del Departamento de Farmacologiacutea Facultad de Medicina de la UCM Meacutedico Adjunto del Departamento de Anestesiologiacutea y Reanimacioacuten del HGUGM y Miembro del Instituto de Investigacioacuten Sanitaria Gregorio Marantildeoacuten Mordf JESUacuteS DELGADO MARTOS Profesor Titular de la Universidad Francisco de Vitoria de Madrid Doctor en Ciencias Bioloacutegicas y Miembro del Instituto de Investigacioacuten Sanitaria Gregorio Marantildeoacuten y EMILIO DELGADO BAEZA Doctor en Medicina y Cirugiacutea y Miembro del Instituto de Investigacioacuten Sanitaria Gregorio Marantildeoacuten CERTIFICAN Que el trabajo titulado ldquoEFECTO ANESTEacuteSICO EN EL DISPOSITIVO DE ASISTENCIA MECAacuteNICA CIRCULATORIA ANESTESIA INTRAVENOSA FRENTE A ANESTESIA INHALATORIA ESTUDIO EXPERIMENTALrdquo presentado por Dordf Paloma Morillas Sendiacuten ha sido realizado bajo nuestra direccioacuten y consideramos que reuacutene las condiciones para ser leiacutedo y defendido como TESIS DOCTORAL en la Universidad Complutense de Madrid Y para que conste a efectos acadeacutemicos expedimos el presente informe en Madrid a veintidoacutes de Septiembre de dos mil quince Mordf Begontildea Quintana Mordf Jesuacutes Delgado Emilio Delgado

A mis padres

Procuremos agradar e instruir nunca asombrar

Santiago Ramoacuten y Cajal

13 Agradecimientos13

13 13 13

5

AGRADECIMIENTOS

Deseo expresar mi maacutes carintildeoso agradecimiento

A la Prof Begontildea Quintana Villamandos por ser el alma del proyecto por su

confianza en miacute para realizar este trabajo junto con su permanente e inmensa

dedicacioacuten

A la Prof Mariacutea Jesuacutes Delgado Martos por su inestimable ayuda teacutecnica y

soporte

Al Prof Emilio Delgado Baeza por una vida dedicada a la investigacioacuten y por

su intenso afaacuten por transmitir sus conocimientos

Al Prof Juan Francisco del Cantildeizo investigador docente e inventor de

dispositivos de asistencia mecaacutenica circulatoria por transmitir motivacioacuten e

ilusioacuten en esta liacutenea de investigacioacuten

A mis compantildeeros de investigacioacuten adjuntos y residentes del Servicio de

Anestesiologiacutea y del de Cirugiacutea Cardiacuteaca a los miembros del Departamento de

Cirugiacutea Experimental del Hospital General Universitario Gregorio Marantildeoacuten sin

los cuales este trabajo no hubiera sido posible

A mis amigos que han estado apoyaacutendome en los momentos maacutes difiacuteciles y

decisivos

13 Agradecimientos13

13 13 13

6

A mis padres por su constante estiacutemulo y fuerza para enfrentarme a los

proyectos a mis abuelos por sus buenos consejos y a mis hermanos Ignacio y

Cristina

A Luciano por su paciencia y apoyo por el tiempo que me ha concedido Sin

su apoyo este trabajo nunca se hubiera escrito

A todos muchas gracias

13 Lista13 de13 Abreviaturas13

13 13 13

7

LISTA DE ABREVIATURAS

AAs Momento antes de iniciar la asistencia

Abs Absorbancia

ACCAHA Colegio Americano de Cardiologiacutea y Asociacioacuten de Cardiologiacutea

Americana

ALT Alanina aminotransferasa

AST Aspartato aminotrasnferasa

AMC Asistencia mecaacutenica circulatoria

AP 30acute Momento transcurridos 30 minutos de asistencia parcial de AMC

AVM Asistencia ventricular mecaacutenica

C3a Complemento C3 activado

CAM Concentracioacuten alveolar miacutenima

CAP Cateacuteter de arteria pulmonar o Swan-Ganz

CO Monoacutexido de carbono

DAV Dispositivo de asistencia ventricular

ECMO Oxigenador de membrana extracorpoacuterea

eNOS Oacutexido niacutetrico sintasa endotelial

FA Fraccioacuten alveolar

FA Fosfatasa alcalina

FC Frecuencia cardiaca

FEVI Fraccioacuten de eyeccioacuten del ventriacuteculo izquierdo

FI Fraccioacuten inspiratoria

Fig Figura

FSC Flujo sanguiacuteneo cerebral

FSCr Flujo sanguiacuteneo cerebral regional

GC Gasto cardiaco

13 Lista13 de13 Abreviaturas13

13 13 13

8

GGT gamma-guamil-transpeptidasa

Hb Hemoglobina

Hcto Hematocrito

Hsp Heat shock protein (proteiacutena de choque teacutermico)

HGUGM Hospital General Universitario Gregorio Marantildeoacuten

IC Insuficiencia cardiaca

Ic Iacutendice cardiaco

IL Interleukinas

im Intramuscular

iNOS Oacutexido niacutetrico sintasa inducible

IRVS Iacutendice de resistencias vasculares sisteacutemicas

ITSVD Iacutendice de trabajo sistoacutelico del ventriacuteculo derecho

ITSVI Iacutendice de trabajo sistoacutelico del ventriacuteculo izquierdo

iv intravenoso

IVS Iacutendice de volumen sistoacutelico

LDH lactato deshidrogenasa

LPO Lipoperoxidasa

LVAD Dispositivo de asistencia mecaacutenica de ventriacuteculo izquierdo

MDA Malondihaldeiacutedo

ME Microesferas

MPO Mieloperoxidasa

NADPH Nicotinamida adenina dinucleoacutetido fosfato

nNOS Oacutexido niacutetrico sintasa neuronal

NO Oacutexido niacutetrico

NOS Oacutexido niacutetrico sintasa o sintetasa

PA Presioacuten arterial

PaCO2 Presioacuten arterial de dioacutexido de carbono

13 Lista13 de13 Abreviaturas13

13 13 13

9

PAD Presioacuten arterial diastoacutelica

PAm Presioacuten arterial media

PaO2 Presioacuten arterial de oxiacutegeno

PAP Presioacuten arteria pulmonar

PAPD Presioacuten arterial pulmonar diastoacutelica

PAPm Presioacuten arterial pulmonar media

PAPS Presioacuten arterial pulmonar sistoacutelica

PAS Presioacuten arterial sistoacutelica

PCP Presioacuten capilar pulmonar

PCR Proteiacutena C-reactiva

PIC Presioacuten intracraneal

PNC Peacuteptido natriureacutetico cerebral

PROP Grupo propofol

PVC Presioacuten venosa central

Qp Flujo sanguiacuteneo pulmonar

Qs Flujo sanguiacuteneo sisteacutemico

RCV Resistencia cerebrovascular

RCV Resistencia cerebrovascular

RCVr Resistencia cerebrovascular regional

RD Real Decreto

RLO Radicales libres de oxiacutegeno

rMTT o TMTr Traacutensito cerebral vascular regional

RNS Especies reactivas de nitroacutegeno

ROS Especies reactivas de oxiacutegeno

RVP Resistencias vasculares pulmonares

RVS Resistencias vasculares sisteacutemicas

SEM Error estaacutendar de la media

13 Lista13 de13 Abreviaturas13

13 13 13

10

SEVO Grupo Sevoflurano

SvO2 Saturacioacuten venosa de oxiacutegeno

Tordf Temperatura

TMTr o rMTT Traacutensito cerebral vascular regional

TNF Factor de necrosis tumoral

UCI Unidad cuidados intensivos

VI Ventriacuteculo izquierdo

VS Volumen sistoacutelico

VSC Volumen sistoacutelico cerebral

VSCr Volumen sistoacutelico cerebral regional

13 Iacutendice13

13 13 13

11

IacuteNDICE

Paacuteg

RESUMEN Y ABSTRACT

1- INTRODUCCIOacuteN

14

28

11 FAacuteRMACOS ANESTEacuteSICOS PROPOFOL Y SEVOFLURANO 29

111 Propiedades 29

112 Faacutermacos hipnoacuteticos y cirugiacutea cardiovascular 37

113 Efecto de los anesteacutesicos sobre el flujo de los oacuterganos 41

114 Efecto de los anesteacutesicos sobre los biomarcadores de

respuesta inflamatoria y oacutexido niacutetrico

41

12 ASISTENCIA MECAacuteNICA CIRCULATORIA 44

121 Concepto de asistencia mecaacutenica circulatoria 44

122 Clasificacioacuten y principales dispositivos 51

123 Asistencia mecaacutenica circulatoria parcial y total 60

124 Asistencia mecaacutenica circulatoria y flujo de los oacuterganos 61

125 Asistencia mecaacutenica circulatoria y respuesta inflamatoria 62

13 JUSTIFICACIOacuteN 71

2- HIPOacuteTESIS Y OBJETIVOS 73

21 HIPOacuteTESIS 74

22 OBJETIVOS 74

23 PLANTEAMIENTO 75

13 Iacutendice13

13 13 13

12

3- MATERIAL Y MEacuteTODO 77

31 MATERIAL

78

311- Animal de experimentacioacuten 78

312- Quiroacutefano e instalaciones 79

313- Material anesteacutesico 80

314- Dispositivo de asistencia ventricular Bomba Biomeacutedicus 82

315- Marcadores del flujo de los oacuterganos 87

316- Marcadores de respuesta inflamatoria 90

317- Marcador de estreacutes oxidativo 90

32 MEacuteTODO

91

321- Tipo de estudio 91

322- Meacutetodo anesteacutesico 91

323- Meacutetodo quiruacutergico 93

324- Meacutetodo del estudio del flujo de los oacuterganos 97

325- Meacutetodo del estudio de marcadores de dantildeo tisular 103

326- Meacutetodo del estudio de respuesta inflamatoria 104

327- Meacutetodo del estudio de estreacutes oxidativo 106

328- Desarrollo de las experiencias 107

329- Meacutetodo estadiacutestico 108

13 Iacutendice13

13 13 13

13

4- RESULTADOS 111

41 Efecto del propofol y sevoflurano sobre las variables

hemodinaacutemicas

113

42 Efecto del propofol y sevoflurano sobre las variables de la

gasometriacutea arterial y hematoloacutegicas

117

43 Efecto del propofol y sevoflurano sobre las variables

bioquiacutemicas marcadores de dantildeo tisular

119

44 Efecto del propofol y sevoflurano sobre la respuesta

inflamatoria y estreacutes oxidativo

121

45 Efecto del propofol y sevoflurano sobre las microesferas 122

5- DISCUSIOacuteN 132

6- CONCLUSIONES 147

7- BIBLIOGRAFIacuteA 149

8- IacuteNDICE DE FIGURAS Y TABLAS 187

9- ANEXO 192

14

RESUMEN y ABSTRACT

13 Resumen13 y13 Abstract13

13 13 13

15

Introduccioacuten Los dispositivos de asistencia mecaacutenica circulatoria

(AMC) son una opcioacuten terapeacuteutica prometedora para los pacientes con

insuficiencia cardiacuteaca avanzada Pueden actuar como puente al trasplante

como terapia de destino para los pacientes con contraindicaciones para el

trasplante o como un puente hacia un futuro de recuperacioacuten En las uacuteltimas

deacutecadas las AMC se han utilizado cada vez maacutes en los pacientes con

insuficiencia cardiacuteaca terminal ya que el trasplante cardiaco estaacute limitado por

una falta de donantes El principal objetivo de una AMC es mantener la

perfusioacuten de los oacuterganos vitales Para mejorar la salida cliacutenica de la AMC es

necesario optimizar las condiciones perioperatorias (AMC de flujo continuo

monitores hemodinaacutemicos y los faacutermacos anesteacutesicos) en la implantacioacuten de

estos dispositivos Aunque varios estudios muestran los efectos de la AMC en

el flujo de los oacuterganos (corazoacuten cerebro hiacutegado y rintildeoacuten) el efecto de los

anesteacutesicos en el flujo de los oacuterganos en pacientes con una AMC no ha sido

analizado hasta la fecha

Hipoacutetesis y Objetivos Dados los efectos beneficiosos de los

anesteacutesicos volaacutetiles (sevoflurano) en comparacioacuten con la anestesia

intravenosa (propofol) sobre el flujo de los oacuterganos durante la cirugiacutea

cardiovascular la hipoacutetesis que planteamos en este trabajo es que el

sevoflurano en comparacioacuten con el propofol podriacutea aumentar el flujo

sanguiacuteneo de los oacuterganos en pacientes con una AMC izquierda El objetivo

principal de este estudio fue evaluar el efecto del sevoflurano y propofol en el

flujo de los oacuterganos en un dispositivo de AMC de flujo continuo Los objetivos

13 Resumen13 y13 Abstract13

13 13 13

16

secundarios fueron el estudio de los efectos del sevoflurano y del propofol en

los paraacutemetros hemodinaacutemicos gasomeacutetricos y hematoloacutegicos en los

marcadores plasmaacuteticos de dantildeo tisular y en los marcadores plasmaacuteticos de

respuesta inflamatoria y estreacutes oxidativo en un dispositivo de AMC de flujo

continuo

Material y Meacutetodo Diez cerdos fueron divididos en 2 grupos (5 por

grupo) de acuerdo con la anestesia recibida (sevoflurano o propofol) Se

implantoacute una bomba centriacutefuga Biomeacutedicus El flujo sanguiacuteneo de los oacuterganos

(medido mediante el meacutetodo de microesferas de colores)los marcadores de

lesioacuten tisular respuesta inflamatoria y la regulacioacuten redox las variables de la

gasometriacutea arterial hematoloacutegicas y hemodinaacutemicas fueron evaluados al inicio

del estudio (antes del clampaje lateral de la aorta) antes de asistencia (bomba

AMC apagada) y tras 30 minutos de la asistencia parcial

Resultados El flujo sanguiacuteneo fue significativamente mayor en el

cerebro corazoacuten e hiacutegado despueacutes de 30 minutos de asistencia parcial en el

grupo sevoflurano aunque no se registraron diferencias significativas en los

pulmones los rintildeones o el intestino Los niveles seacutericos de alanina

aminotransferasa y bilirrubina total fueron significativamente maacutes altos despueacutes

de 30 minutos de asistencia parcial en el grupo propofol aunque no se

detectaron diferencias significativas entre los grupos en otros paraacutemetros de la

funcioacuten hepaacutetica ni renal Los paraacutemetros hemodinaacutemicos fueron similares en

13 Resumen13 y13 Abstract13

13 13 13

17

ambos grupos No se encontraron diferencias significativas en los paraacutemetros

hematoloacutegicos y anaacutelisis de gases en sangre en las variables de regulacioacuten

inflamatorias y redox (proteiacutena de choque teacutermico 70 C3a factor de necrosis

tumoral oacutexido niacutetrico)

Discusioacuten En este trabajo hemos tratado de dilucidar la importancia de

la optimizacioacuten de los faacutermacos anesteacutesicos (propofol versus sevoflurano) en

los dispositivos de AMC y proponer el protocolo maacutes oacuteptimo en cuanto al flujo

de los oacuterganos la respuesta inflamatoria y el estreacutes oxidativo Consideramos

necesario este estudio ya que en la praacutectica cliacutenica habitual durante las cirugiacuteas

en las que se lleva a cabo el implante de los dispositivos de AMC el

mantenimiento anesteacutesico se realiza con estos faacutermacos (sevoflurano propofol)

y posteriormente los pacientes pueden permanecer sedados en las unidades

de cuidados especiales a la espera de un corazoacuten o a la espera de la

recuperacioacuten del ventriacuteculo nativo

En nuestro estudio no hemos encontrado diferencias en las variables

hemodinaacutemicas entre los dos grupos (sevoflurano y propofol) en AMC sin

embargo en la literatura encontramos estudios que muestran la disminucioacuten en

la presioacuten arterial y en la frecuencia cardiaca asociada al propofol en la

induccioacuten anesteacutesica

Se han realizado diferentes estudios para evaluar los efectos de los

faacutermacos anesteacutesicos sobre el metabolismo y el flujo sanguiacuteneo en el cerebro

Los resultados son sin embargo en parte contradictorios En nuestro trabajo el

13 Resumen13 y13 Abstract13

13 13 13

18

sevoflurano mostroacute un mayor flujo sanguiacuteneo cerebral que el propofol tras la

implantacioacuten de una AMC Este aumento podriacutea deberse a la vasodilatacioacuten

cerebral producida por los anesteacutesicos volaacutetiles no observada con el propofol

De hecho el propofol produce vasoconstriccioacuten cerebral indirectamente al

disminuir el metabolismo cerebral y disminuye la presioacuten intracraneal en

modelos animales El sevoflurano tiene un efecto vasodilatador intriacutenseco

dosis-dependiente sin aumentar la presioacuten intracraneal Las complicaciones

neuroloacutegicas en los pacientes portadores de AMC estaacuten asociadas a una alta

morbilidad y mortalidad siendo su incidencia entre el 2 y el 48 El

tromboembolismo y el accidente cerebro vascular hemorraacutegico son las

complicaciones neuroloacutegicas maacutes frecuentes siendo la isquemia cerebral por

hipoperfusioacuten y el embolismo seacuteptico y aeacutereo menos frecuentes El mayor flujo

sanguiacuteneo cerebral con el sevoflurano observado en nuestro estudio podriacutea

sugerir su indicacioacuten en pacientes con AMC ya que la isquemia cerebral

causada por baja perfusioacuten es una complicacioacuten neuroloacutegica asociada a estos

dispositivos

En nuestro trabajo el sevoflurano mostroacute un mayor flujo sanguiacuteneo en el

corazoacuten que el propofol tras la implantacioacuten de una AMC El sevoflurano y el

propofol son faacutermacos empleados en la praacutectica cliacutenica habitual en la cirugiacutea

cardiaca En la literatura encontramos trabajos que muestran el efecto

cardioprotector del sevoflurano en la cirugiacutea cardiaca en humanos Los

anesteacutesicos volaacutetiles han demostrado directa o indirectamente mejorar el

precondicionamiento isqueacutemico lo que resulta en la cardioproteccioacuten frente al

infarto de miocardio y disfuncioacuten miocaacuterdica irreversible El propofol tambieacuten ha

demostrado cierto efecto cardioprotector en corazones aislados de rata

13 Resumen13 y13 Abstract13

13 13 13

19

disminuyendo la lesioacuten por isquemia-reperfusioacuten (mejorando la funcioacuten cardiaca

y el flujo coronario) mediante un aumento de la oacutexido niacutetrico sintasa y la

produccioacuten de oacutexido niacutetrico En nuestro trabajo los niveles de oacutexido niacutetrico en

plasma fueron similares en ambos protocolos anesteacutesicos (sevoflurano y

propofol)

En nuestro trabajo el sevoflurano mostroacute un mayor flujo sanguiacuteneo en el

hiacutegado que el propofol tras la implantacioacuten de una AMC Estos hallazgos

podriacutean estar relacionados con el aumento del flujo sanguiacuteneo hepaacutetico

encontrado en el grupo del sevoflurano en nuestro trabajo En la literatura

encontramos trabajos que muestran el efecto protector hepaacutetico del

sevoflurano La liberacioacuten de enzimas intracelulares y su deteccioacuten en

muestras de sangre circulante es un meacutetodo aceptado para detectar dantildeo

tisular La lactato deshidrogenasa se encuentra en el citoplasma de diversos

tipos de ceacutelulas y se puede considerar un indicador no especiacutefico de dantildeo

tisular La alanina y la aspartato aminotransferasas son marcadores de dantildeo

hepaacutetico y se han correlacionado con dantildeo histoloacutegico hepaacutetico Ademaacutes la

aspartato aminotransferasa es un enzima intestinal de la seromucosa y se

libera durante la lesioacuten de isquemia-reperfusioacuten intestinal En nuestro trabajo no

hemos encontrado diferencias entre los dos grupos en los valores de las

transaminasas aspartato aminotransferasa y gamma-glutamil-transpeptidasa

fosfatasa alcalina lactato deshidrogenasa creatinina y aacutecido laacutectico Sin

embargo siacute hemos encontrado un descenso del marcador de dantildeo hepaacutetico

(alanina aminotransferasa) en el grupo del sevoflurano con respecto al del

propofol Esto podriacutea estar relacionado con el aumento del flujo hepaacutetico

encontrado en el grupo del sevoflurano

13 Resumen13 y13 Abstract13

13 13 13

20

Es comuacuten la hiperbilirrubinemia en los pacientes tras de la implantacioacuten

de una AMC por disfuncioacuten endotelial del sinusoide hepaacutetico o por la

congestioacuten cardiaca En nuestro trabajo la bilirrubina total fue mayor en los

animales anestesiados con propofol (a los 30minutos de asistencia parcial) con

respecto al grupo del sevoflurano Este hallazgo podriacutea estar relacionado con la

reduccioacuten del flujo sanguiacuteneo en el hiacutegado y el corazoacuten en el grupo del

propofol con respecto a los cerdos anestesiados con sevoflurano

Limitaciones Al analizar nuestro trabajo experimental hemos

encontrado una serie de limitaciones En primer lugar la AMC estaacute disentildeada

para ser utilizada en los pacientes con insuficiencia cardiacuteaca por lo tanto

nuestros resultados no pueden ser directamente aplicables a la praacutectica cliacutenica

ya que nuestro trabajo se ha realizado con animales sanos En segundo lugar

hemos estudiado los efectos a corto plazo de los anesteacutesicos (propofol y

sevoflurano) en animales con una AMC por lo que seriacutea importante realizar

estudios que evaluacuteen si estas diferencias se mantienen en el tiempo En tercer

lugar tanto en los modelos animales como en la praacutectica cliacutenica los efectos de

los anesteacutesicos inhalados sobre el flujo sanguiacuteneo de los oacuterganos pueden ser

dependientes de la dosis administrada Seraacuten por tanto necesarios nuevos

estudios para evaluar la relacioacuten dosis-dependencia y buscar un umbral de

mejora del flujo sanguiacuteneo a nivel orgaacutenico No podemos olvidar la necesidad

de los ensayos cliacutenicos aleatorizados que confirmen en humanos los resultados

obtenidos en este trabajo y que muestren su repercusioacuten cliacutenica

13 Resumen13 y13 Abstract13

13 13 13

21

Conclusiones El sevoflurano muestra con respecto al propofol un

aumento del flujo sanguiacuteneo en el cerebro corazoacuten e hiacutegado en un dispositivo

de AMC de flujo continuo en un modelo porcino Sin embargo no hemos

encontrado diferencias en el flujo sanguiacuteneo del pulmoacuten rintildeoacuten e intestino No

hemos encontrado diferencias significativas en las variables hemodinaacutemicas

de gasometriacutea arterial y hematoloacutegicas entre los dos grupos en los marcadores

plasmaacuteticos de respuesta inflamatoria y estreacutes oxidativo y en los marcadores

plasmaacuteticos de dantildeo tisular en un dispositivo de AMC Este es el primer estudio

que demuestra un efecto beneficioso del sevoflurano en comparacioacuten con el

propofol sobre el flujo sanguiacuteneo en el corazoacuten hiacutegado y cerebro en una

bomba centriacutefuga Biomeacutedicus 540 en un modelo porcino

13 Resumen13 y13 Abstract13

13 13 13

22

Introduction Ventricular assist devices (VAD) are a promising

therapeutic option for patients with advanced heart failure VAD can act as a

bridge to transplantation as a destination therapy for patients with

contraindications to transplantation or as a bridge to a future recovery In the

last few decades VADs have been increasingly used in patients with end-stage

heart failure because heart transplantation is limited by a marked lack of

donors The main purpose of a VAD is to maintain perfusion of vital organs To

improve the clinical output of the VAD it is necessary to optimize perioperative

conditions (continuous-flow VAD hemodynamic monitors and anesthetic

drugs) Although several studies show the effects of the VAD on organ blood

flow (heart brain liver and kidney) the effect of anesthetics on organ blood

flow in patients with a VAD has not been analyzed to date Several studies have

reported data on the response of organ blood flow to the administration of

various anesthetics although this effect remains unclear for VAD

Hypothesis and Objectives Given the beneficial effects of volatile

anesthetics (sevoflurane) compared with intravenous anesthesia (propofol) on

organ blood flow during cardiovascular surgery we hypothesized that

compared with propofol sevoflurane would increase organ blood flow in

patients with a VAD The main objective of this study was to assess the effect of

sevoflurane and propofol in on organ blood flow in a porcine model with a VAD

Other objectives were to study the effects of sevoflurane and propofol on

hemodynamic parameters blood gas and hematologic on plasma markers of

tissue damage and on plasma markers of inflammatory response and oxidative

13 Resumen13 y13 Abstract13

13 13 13

23

stress in a porcine model with a VAD

Matherial and Methods Ten healthy minipigs were divided into 2

groups (5 per group) according to the anesthetic received (sevoflurane or

propofol) A Biomedicus centrifugal pump was implanted Organ blood flow

(measured using colored microspheres) markers of tissue injury inflammatory

response and redox regulation gasometric hematologic and hemodynamic

parameters were assessed at baseline (before lateral clamping of the aorta)

before assistance (pump off) and after 30 minutes of partial support

Results Blood flow was significantly higher in the brain heart and liver

after 30 minutes in the sevoflurane group although no significant differences

were recorded for the lung kidneys or gut Serum levels of alanine

aminotransferase and total bilirubin were significantly higher after 30 minutes in

the propofol group although no significant differences were detected between

the groups for other parameters of liver and kidney function The hemodynamic

parameters were similar in both groups No significant differences were found in

hematologic and blood gas analysis parameters neither in inflammatory and

redox regulation parameters (Heat Shock Protein 70 C3a tumour necrosis

factor nitric oxide)

13 Resumen13 y13 Abstract13

13 13 13

24

Discussion In this study we have tried to elucidate the importance of

optimization of anesthetic drugs (propofol versus sevoflurane) in VAD and

propose the best protocol for organ flow inflammatory response and oxidative

stress We consider this study necessary since in routine clinical practice

surgeries with a VAD implant the anesthetic maintenance is performed with

these drugs (sevoflurane propofol) and afterwards sedated patients can

remain in special units for heart care or waiting for recovery of the native

ventricle

In our study we found no differences in hemodynamic variables between

the two groups (sevoflurane and propofol) in VAD however in the literature

there are studies showing a decrease in blood pressure and heart rate

associated with propofol anesthetic induction

Several studies have been made to evaluate the effects of anesthetic

drugs on metabolism and cerebral blood flow The results are however

partially contradictory In our study sevoflurane showed increased cerebral

blood flow compared to propofol after implantation of a VAD This increase of

cerebral blood flow may be due to cerebral vasodilation produced by volatile

anesthetics but not with propofol In fact propofol produces cerebral

vasocronstriction indirectly by decreasing cerebral metabolism and lowers

intracranial pressure in dogs Sevoflurane has intrinsic vasodilatory dose-

dependent effect without increasing intracranial pressure Neurological

complications in patients with VAD are associated with high morbidity and

mortality with an incidence between 2 and 48 Thromboembolism and

hemorrhagic stroke are the most common neurological complications while

13 Resumen13 y13 Abstract13

13 13 13

25

cerebral ischemia hypoperfusion and septic and air embolism are less frequent

The increased cerebral blood flow with sevoflurane we observed in our study

may suggest its indication in patients with VAD since cerebral ischemia caused

by low perfusion is a neurological complication associated with these devices

In our study sevoflurane showed higher blood flow in the heart that

propofol after implantation of VAD Sevoflurane and propofol are drugs used in

clinical practice in cardiac surgery We find papers in the literature showing the

cardioprotective effect of sevoflurane in cardiac surgery in humans Volatile

anesthetics have proven to enhance directly or indirectly ischemic

preconditioning resulting in cardioprotection against irreversible myocardial

infarction and myocardial dysfunction Propofol has also demonstrated a

cardioprotective effect in isolated rat hearts reducing ischemia-reperfusion

(cardiac function and improving coronary flow) by increasing nitric oxide

synthase and nitric oxide production In our study nitric oxide levels in plasma

were similar in both protocols anesthetics (sevoflurane and propofol)

In our study sevoflurane showed higher blood flow in the liver that

propofol after implantation of VAD These findings may be related to increased

hepatic blood flow found in the group of sevoflurane in our work We find

studies in the literature showing the liver protective effect of sevoflurane The

release of intracellular enzymes and its detection in samples of circulating blood

is an accepted method for detecting tissue damage Lactate deshydrogenase is

found in the cytoplasm of many types of cells and can be considered a non-

specific indicator of tissue damage Aspartate and alanine aminotransferases

are markers of liver damage and have been correlated with histological liver

13 Resumen13 y13 Abstract13

13 13 13

26

damage In addition the aspartate aminotransferase is an intestinal enzyme

effusion and is released during ischemia-reperfusion intestinal In our study we

found no differences between the two groups in the values of transaminases

aspartate aminotransferase and gamma-glutamyl transpeptidase alkaline

phosphatase lactate deshydrogenase creatinine and lactic acid However we

did find a decrease in the marker of liver damage (alanine aminotransferase) in

the group of sevoflurane as compared to propofol This could be related to

increased hepatic blood flow found in sevoflurane group

Hyperbilirubinemia is common in patients after implantation of VAD due

to liver sinusoidal endothelial dysfunction or heart congestion In our study total

bilirubin was higher in the anesthetized propofol group (after 30 minutes of

partial assistance) compared to sevoflurane group animals This finding could

have a relationship with reduced liver and heart blood flow in the propofol

group when compared to pigs anesthetized with sevoflurane

Limitations When analyzing our experimental study we have found a

number of limitations First the VAD is designed to be used in patients with

heart failure therefore our results may not be directly applicable to clinical

practice since we used healthy animals Secondly we studied the short-term

effects of anesthetic (propofol and sevoflurane) in animals with VAD so it would

be important to perform studies to assess whether these differences persist

over time Third both in animal models and in clinical practice the effects of

inhaled anesthetics on organ blood flow may be dependent on the administered

dose Further studies will therefore be needed to evaluate the dose-dependent

13 Resumen13 y13 Abstract13

13 13 13

27

relationship and look for a threshold of improved organ blood flow There is also

a need for randomized clinical trials to confirm the results in humans and to

show their clinical impact

Conclusions We have demonstrated that as compared to propofol

sevoflurane increases blood flow in the brain liver and heart after implantation

of a continuous-flow VAD in a porcine model However we found no differences

in blood flow in the lung kidney and gut We did not find significant differences

in hemodynamic variables blood and hematologic gases between the two

groups neither on plasma markers of inflammatory response and oxidative

stress nor on plasma markers of tissue injury in a VAD To our knowledge this

is the first study to demonstrate a beneficial effect of sevoflurane as compared

to propofol on organ blood flow in a Biomedicus 540 centrifugal pump in a

porcine model

28

1- INTRODUCCIOacuteN

13 Introduccioacuten13

13 13 13

29

11 FAacuteRMACOS ANESTEacuteSICOS PROPOFOL Y SEVOFLURANO

111 Propiedades

PROPOFOL

Historia

El propofol es el resultado de las investigaciones llevadas a cabo a

principios de los antildeos setenta en torno a los derivados alquilos del grupo fenol

que habiacutean demostrado una actividad hipnoacutetica en animales 1 Posteriormente

se descubrioacute el 26 di-isopropil-fenol La primera publicacioacuten que muestra la

utilizacioacuten del propofol como agente de induccioacuten en los humanos data de

19772 Sin embargo fueron descritas reacciones anafilactoides debidas al

disolvente (Cremophor EL) por lo que fue necesario adecuar de nuevo la

moleacutecula en una emulsioacuten lipiacutedica (1983) 1

Caracteriacutesticas farmacocineacuteticas y farmacodinamias

El propofol es el 26-di-isopropil-fenol su peso molecular es de 178 El

propofol puro se presenta bajo la forma de un liacutequido claro o discretamente

amarillo pajizo muy poco soluble en agua (coeficiente octanolagua de 15 para

un pH=74) y con un pKa en el agua de 11 Su disolvente es una emulsioacuten

lipiacutedica a base de aceite de soja de fosfaacutetidos de huevo y de glicerol (aceite de

soja al 10) El propofol es ioacutenico posee un pH neutro debe ser almacenado

13 Introduccioacuten13

13 13 13

30

entre 2 y 25ordmC y estaacute estrechamente ligado a proteiacutenas humanas (97-98) Su

metabolismo es raacutepido por glucuronoconjugacioacuten y sulfoconjugacioacuten hepaacuteticas

Los productos de degradacioacuten son solubles en agua y excretados por el rintildeoacuten

(maacutes del 88 de la dosis inyectada) siendo menos del 1 de la dosis

eliminado sin metabolizar en la orina y el 2 en las heces El volumen del

compartimento central (V1) es del orden de 15 a 20 litros y el volumen de

distribucioacuten entre 150 y 170 El aclaramiento metaboacutelico es muy elevado (25-35

mLKgmin)

La farmacocineacutetica del propofol obedece a un modelo tri-

compartimental 3 Administrado en perfusioacuten continua y con las dosis

habitualmente utilizadas es lineal la meseta de concentracioacuten media es

proporcional al flujo de la perfusioacuten La concentracioacuten media tras dos horas de

perfusioacuten continua es alrededor del 85 del valor de equilibrio Existe un

intervalo para obtener un equilibrio entre las concentraciones sanguiacuteneas y las

cerebrales denominaacutendose histeacuteresis y se resume mediante el paraacutemetro

farmacocineacutetico T12ke0 (29 min) Asiacute tras una inyeccioacuten mediante bolo

intravenoso el pico de la curva del efecto cerebral se observa entre el segundo

y el tercer minuto 1

La edad es el principal factor de variacioacuten de la farmacocineacutetica del

propofol 4 sin embargo los paraacutemetros farmacodinaacutemicos no parecen

diferentes de los del adulto joven 5

13 Introduccioacuten13

13 13 13

31

SEVOFLURANO

Anesteacutesicos inhalatorios

Inicialmente los anesteacutesicos volaacutetiles se componiacutean de gases

inflamables entre los cuales se incluiacutea el dietil-eacuteter y el ciclopropano 6 sin

embargo los avances en la quiacutemica del fluacuteor y las sustituciones posteriores de

eacuteste por otros halogenados en la moleacutecula del eacuteter redujeron su punto de

ebullicioacuten incrementaron la estabilidad redujeron la inflamabilidad y en

general disminuyeron la toxicidad 6

Los agentes halogenados son hidrocarburos cuyas moleacuteculas se han

sustituido en parte y en grados diversos por un aacutetomo haloacutegeno (bromo cloro y

fluacuteor) La naturaleza el nuacutemero y la posicioacuten de este haloacutegeno condicionan las

propiedades farmacocineacuteticas los efectos y la toxicidad de dichos agentes

(figura (fig) 1) En su globalidad los agentes halogenados y sobre todo los

maacutes recientes se caracterizan por un alto iacutendice terapeacuteutico asociado a una

toxicidad baja La inyeccioacuten directa de estos agentes en ciertos circuitos de

anestesia permite ademaacutes de medir de forma continuada sus concentraciones

alveolares realizar una anestesia por inhalacioacuten con un objetivo de

concentracioacuten medida como en el caso de los agentes intravenosos Su raacutepida

eliminacioacuten por viacutea respiratoria y la baja solubilidad de los agentes maacutes

recientes permite una adaptacioacuten raacutepida del nivel de anestesia durante el

mantenimiento anesteacutesico asiacute como una recuperacioacuten raacutepida y predecible con

independencia de la duracioacuten 7

13 Introduccioacuten13

13 13 13

32

En la praacutectica cliacutenica las propiedades fisicoquiacutemicas vienen

determinadas por el agente anesteacutesico mientras que el anestesioacutelogo controla

la concentracioacuten inspirada del gas y la ventilacioacuten alveolar 8

A Halotano

B Enflurano

C Isoflurano

D Sevoflurano

E Desflurano

Figura 1 Estructura quiacutemica de los agentes halogenados

Historia del Sevoflurano

El sevoflurano fue descrito por primera vez en 1972 9 10 pero su uso

cliacutenico en Japoacuten no fue hasta 1990 1995 en Alemania y 1996 en EEUU

Quiacutemicamente es un compuesto metil-isopropil-eacuteter polifluorado compuesto

por siete aacutetomos de fluacuteor Es estable a temperatura ambiente tiene un punto de

ebullicioacuten de 586 ordmC y su presioacuten vapor es de 157 mmHg por lo que se puede

administrar con vaporizadores convencionales 11

Caracteriacutesticas

El sevoflurano es un liacutequido volaacutetil incoloro y no inflamable con un leve

olor caracteriacutestico semejante al del eacuteter 12 A diferencia del desflurano no es

irritativo de las viacuteas aeacutereas y su induccioacuten inhalatoria se realiza de forma raacutepida

y sencilla 13

13 Introduccioacuten13

13 13 13

33

Concentracioacuten fraccional de anesteacutesico alveolar

La captacioacuten de anesteacutesico se evaluacutea mediante la relacioacuten entre la

concentracioacuten fraccional de anesteacutesico alveolar (FA) y anesteacutesico inspirado (FI)

seguida en el tiempo El factor maacutes importante en la velocidad de incremento

FAFI es FA debido a la gran captacioacuten de anesteacutesico de los alveolos hacia el

torrente circulatorio 6 Los anesteacutesicos inhalados con menores solubilidades en

sangre muestran un incremento maacutes raacutepido de FAFI y se eliminan con mayor

rapidez Cuanto mayor es la ventilacioacuten minuto maacutes raacutepido es el incremento

FAFI Al inicio de la induccioacuten el gradiente de la presioacuten parcial pulmonar

respecto a la sangre venosa es cero pero aumenta raacutepidamente y FAFI crece

con rapidez Posteriormente durante la induccioacuten y el mantenimiento la

presioacuten parcial de la sangre venosa pulmonar aumenta de forma maacutes lenta por

lo que FAFI se incrementa maacutes lentamente En casos de reduccioacuten de la

capacidad vital residual como en el caso de los pacientes obesos y de las

pacientes embarazadas estaacute asociado a una disminucioacuten en el espacio para la

distribucioacuten intrapulmonar por lo que aceleraraacute el equilibrio FAFI Por otro

lado una alteracioacuten en la ventilacioacuten-perfusioacuten como en el caso de las

atelectasias ventilacioacuten unipulmonar o patologiacuteas valvulares puede disminuir

la concentracioacuten arterial y prolongar la induccioacuten Aumentos en el gasto

cardiacuteaco aceleraraacuten la captacioacuten del gas anesteacutesico y su transporte al cerebro

mientras que la ratio FAFI disminuiraacute y el tiempo de induccioacuten aumentaraacute

Durante estados de bajo flujo sanguiacuteneo la ratio FAFI aumentaraacute maacutes

raacutepidamente pero la distribucioacuten a los tejidos se veraacute enlentecida

13 Introduccioacuten13

13 13 13

34

Un caso especial del efecto de concentracioacuten consiste en la

administracioacuten de dos gases de forma simultaacutenea (oacutexido nitroso y sevoflurano

por ej) en el cual la captacioacuten de alto volumen de oacutexido nitroso incrementa la

FA del anesteacutesico volaacutetil

Coeficientes de particioacuten sangre-gas 8

La solubilidad se define como la afinidad relativa entre dos fases al

equilibrio (por ejemplo gas sangre o tejido) en lo referente a los anesteacutesicos

inhalatorios En el equilibrio no hay transferencia entre las fases y las

presiones parciales se igualan Los coeficientes de particioacuten tejidogas variacutean

considerablemente entre los gases anesteacutesicos y son responsables del tiempo

necesario para equilibrar las concentraciones anesteacutesicas inspiratoria y

alveolar El desflurano presenta el coeficiente maacutes bajo (042) seguido del

sevoflurano (069) isoflurano (14) enflurano (19) y halotano (23) Cuanto

maacutes bajo sea el coeficiente de particioacuten maacutes corto seraacute el tiempo de equilibrio

Una alta solubilidad estaacute asociada con una alto depoacutesito del anesteacutesico en la

sangre por lo que es escasa la cantidad de gas que llega al cerebro durante la

fase de induccioacuten estando la rapidez del comienzo de la accioacuten muy reducida

Cuanto mayor sea el coeficiente de particioacuten mayor seraacute la induccioacuten y la

recuperacioacuten de la anestesia general

La distribucioacuten del gas en diferentes tejidos depende de la solubilidad del

anesteacutesico del flujo sanguiacuteneo y del gradiente entre la sangre arterial y la

concentracioacuten de tejido La solubilidad del sevoflurano no se modifica con la

13 Introduccioacuten13

13 13 13

35

edad Al igual que los demaacutes anesteacutesicos inhalatorios es muy poco soluble en

agua muy soluble en grasa y muy poco soluble en sangre 12 Debido a su

escasa solubilidad en sangre la relacioacuten de la concentracioacuten alveolar inspirada

aumenta raacutepidamente con la induccioacuten (captacioacuten) y tambieacuten disminuye

raacutepidamente al cesar la administracioacuten del agente (eliminacioacuten) Tiene un

cociente de particioacuten aceitegas de 472 12

Ciertas situaciones pueden alterar el coeficiente de particioacuten eacuteste

disminuye cuando la temperatura corporal aumenta y con la hemodilucioacuten 14 15

Estas circunstancias pueden tener su importancia durante la circulacioacuten

extracorpoacuterea

Eger y cols 16 sugirieron que la presioacuten parcial del anesteacutesico al final de

la espiracioacuten (end-tidal) refleja la presioacuten parcial arterial del anesteacutesico cuando

las diferencias entre las concentraciones inspirada y al final de la espiracioacuten

son pequentildeas

Concentracioacuten alveolar miacutenima

La concentracioacuten alveolar miacutenima (CAM) es la FA de un anesteacutesico a 1

atmoacutesfera y 37ordmC que impide el movimiento en respuesta a un estiacutemulo

quiruacutergico en el 50 de los pacientes En la praacutectica cliacutenica se acepta que una

concentracioacuten de 12 a 13 veces la CAM suele impedir que el paciente se

mueva durante la estimulacioacuten quiruacutergica 6 La CAM desciende con la edad 17

siendo la CAM del 33 en neonatos 18 2 a 25 en nintildeos entre 1 y 9 antildeos de

edad 19 20 y 26 en adultos joacutevenes entre 18 y 35 antildeos de edad 21 La CAM

13 Introduccioacuten13

13 13 13

36

variacutea en adultos sanos de mediana edad entre el 171 22 y el 204 23 Y en

mayores de 70 antildeos la CAM seriacutea de 145 24 25 Sin embargo antildeadiendo un

635 end-tidal de oacutexido nitroso la CAM disminuye del 171 al 066 22 Es

decir el oacutexido nitroso antildeadido al 65 del volumen (dosis de anesteacutesico

vaporgas medido en teacuterminos de concentracioacuten) a la mezcla del gas inspirado

la CAM del sevoflurano disminuye alrededor del 50 21

El teacutermino CAM-despierto define la CAM con la que los pacientes abren

los ojos cuando se les ordena 25 La CAM-despierto descrita en la literatura es

el 33 de la CAM ajustada a la edad 26

Metabolismo y eliminacioacuten

El sevoflurano se degrada con los absorbentes de dioacutexido de carbono

altamente alcalinos y la cal sodada dependiendo de la temperatura en cinco

productos denominados compuestos A B C D y E A temperatura normal soacutelo

se produce el compuesto A y B siendo B un compuesto de degradacioacuten del A

Aunque el compuesto A es nefrotoacutexico en experimentacioacuten animal (ratas)

ocasionando lesioacuten del tuacutebulo proximal en humanos no se han comprobado

ninguacuten tipo de lesioacuten 11 Se elimina a traveacutes del pulmoacuten y el rintildeoacuten en forma de

metabolitos en un 2-3 y se metaboliza en el hiacutegado a traveacutes del citocromo p-

4502E1 siendo los productos metaboacutelicos maacutes importantes el ion fluacuteor y el

hexafluoroisopropanolol 11

13 Introduccioacuten13

13 13 13

37

112 Faacutermacos hipnoacuteticos y cirugiacutea cardiovascular

PROPOFOL

Efectos hemodinaacutemicos

En la literatura encontramos la asociacioacuten del propofol con la hipotensioacuten

arterial 27 Eacuteste disminuye en un 20-40 la presioacuten arterial (PA) sisteacutemica 28 - 31

sobre todo por el efecto vasodilatador sisteacutemico 30 32 33 y pulmonar 34 y la

depresioacuten de la actividad del componente cardiovascular del sistema nervioso

simpaacutetico 35 36 La velocidad de inyeccioacuten del propofol tambieacuten estaacute relacionada

con el descenso de la PA 37 La caiacuteda del gasto cardiacuteaco (GC) (-15) y del

volumen de eyeccioacuten sistoacutelico (-20) es moderada observaacutendose una

disminucioacuten de las resistencias vasculares sisteacutemicas (RVS) (-15 a -25) y del

iacutendice de trabajo del ventriacuteculo izquierdo (-30) 1 Los factores de riesgo de la

hipotensioacuten arterial son la edad superior a los 65 antildeos la administracioacuten

concomitante de derivados morfiacutenicos la cirugiacutea abdominal y ortopeacutedica el

sexo femenino la toma de benzodiacepinas y de betabloqueantes y los

pacientes ASA III 38 La frecuencia cardiaca (FC) sin embargo generalmente

no se ve afectada 39

Efectos a nivel miocaacuterdico

La administracioacuten de propofol conlleva una depresioacuten miocaacuterdica 40 con

disminucioacuten de la contractilidad 41 42 43 y disminucioacuten de consumo de oxiacutegeno

miocaacuterdico 44 45

13 Introduccioacuten13

13 13 13

38

Efectos en pacientes con cardiopatiacuteas congeacutenitas

Williams y cols 46 realizaron un estudio sobre los efectos hemodinaacutemicos

del propofol en los nintildeos con cardiopatiacuteas congeacutenitas que se sometiacutean a un

cateterismo cardiacuteaco electivo Clasificaron los pacientes en tres grupos

pacientes sin shunt cardiacuteaco pacientes con shunt izquierdo-derecho

(QpQsge1) y pacientes con shunt derecho-izquierdo (QpQslt1) [Qp= flujo

sanguiacuteneo pulmonar Qs=flujo sanguiacuteneo sisteacutemico] Tras la administracioacuten de

propofol la PA sisteacutemica y la RVS descendieron de forma significativa en todos

los grupos y la Qs aumentoacute la FC la presioacuten arterial pulmonar (PAP) media la

resistencia vascular pulmonar y la Qp no se modificaron el ratio de la

resistencias pulmonar a sisteacutemica aumentoacute en los tres grupos y QpQs

disminuyoacute en los pacientes con shunt intracardiaco con consecuentes

desaturaciones en pacientes con cardiopatiacutea cianoacutetica (QpQslt1) 46

SEVOFLURANO

Efectos hemodinaacutemicos

El sevoflurano produce una reduccioacuten dosis-dependiente del GC de la

PA media y del trabajo del ventriacuteculo izquierdo sin cambios en la FC en un

modelo experimental porcino 47

13 Introduccioacuten13

13 13 13

39

Efectos a nivel miocaacuterdico

En los antildeos 80 el isoflurano era el anesteacutesico volaacutetil que habiacutea

demostrado tener las menores propiedades depresoras cardiacas 48 debido en

parte por sus propiedades vasodilatadoras 49 Sin embargo en un estudio

publicado en el antildeo 1990 50 se demuestra que el sevoflurano comparado con

el isoflurano tiene los mismos efectos sobre la funcioacuten cardiaca y el flujo

coronario en perros pero no en la FC En estudios experimentales 51 los

anesteacutesicos volaacutetiles han demostrado mejorar la recuperacioacuten post-isqueacutemica a

nivel celular en corazones aislados y en animales

El Colegio Americano de Cardiologiacutea junto con la Asociacioacuten Cardiacuteaca

Americana (ACCAHA) en sus directrices de 2007 sobre la evaluacioacuten

cardiovascular perioperatoria y el manejo para la cirugiacutea no cardiaca 52 53

recomendaba el uso de los anesteacutesicos volaacutetiles como primera opcioacuten en la

anestesia general en pacientes hemodinamicamente estables con riesgo de

isquemia miocaacuterdica (Clase IIa) con un nivel de evidencia B Esta

recomendacioacuten se basaba en los resultados obtenidos en pacientes sometidos

a un bypass coronario por lo que fue objeto de criacutetica 52 53

Landoni y cols 54 publicaron un meta-anaacutelisis en el que mostraron que el

desflurano y el sevoflurano podriacutean reducir la mortalidad postoperatoria y la

incidencia de infarto de miocardio tras cirugiacutea cardiacuteaca con disminucioacuten de los

niveles de troponina cardiacuteaca postoperatoria menor necesidad de soporte

inotroacutepico menor tiempo de ventilacioacuten mecaacutenica menor estancia en unidad de

cuidados intensivos (UCI) y hospitalaria en general 54

13 Introduccioacuten13

13 13 13

40

Dos antildeos despueacutes Landoni y cols55 realizan otro meta-anaacutelisis en busca

de las propiedades cardioprotectoras de los anesteacutesicos volaacutetiles en pacientes

de alto riesgo sometidos a cirugiacuteas no cardiacas Concluyen que las

propiedades cardioprotectoras del desflurano y sevoflurano no se han

estudiado en la cirugiacutea no cardiaca ya que ninguacuten estudio aleatorizado

comparando desflurano o sevoflurano con los anesteacutesicos intravenosos habiacutea

abordado la incidencia de complicaciones tales como el infarto de miocardio o

la mortalidad 55

En los pacientes sometidos a cirugiacutea de bypass coronario existe una

creciente evidencia en el efecto protector cardiaco de los anesteacutesicos volaacutetiles

y de los opioides 56 La ACCAHA en 2011 57 persiste en su recomendacioacuten de

la anestesia inhalatoria para estos procedimientos (clase IIa) con un nivel de

evidencia A (en 2007 era nivel de evidencia B 52 53) Es muy probable que los

anesteacutesicos volaacutetiles y los opioides tambieacuten protejan a los corazones de los

pacientes quiruacutergicos no cardiacuteacos Sin embargo la edad la diabetes y el

remodelado miocaacuterdico disminuyen los beneficios cardioprotectores de los

anesteacutesicos 56

En resumen muchos anesteacutesicos modifican las variables

hemodinaacutemicas incluyendo la funcioacuten sistoacutelica la resistencia vascular y las

condiciones de precarga Estas alteraciones pueden tener efectos nocivos en

los pacientes con insuficiencia cardiaca produciendo inestabilidad

hemodinaacutemica Por lo tanto es fundamental tener en cuenta el efecto de los

faacutermacos anesteacutesicos en el paciente que se encuentra en tratamiento por su

insuficiencia cardiaca 58

13 Introduccioacuten13

13 13 13

41

113 Efecto de los anesteacutesicos sobre el flujo de los oacuterganos

Se ha demostrado que los faacutermacos anesteacutesicos tienen efecto sobre el

flujo de los oacuterganos asiacute Holmstroumlm y cols59 demostraron un mayor efecto

vasodilatador cerebral del desflurano con respecto al sevoflurano en un modelo

porcino De Hert y cols60describen un efecto cardioprotector del sevoflurano en

el intraoperatorio de cirugiacutea cardiacuteaca pero no encuentran diferencias con

respecto al propofol durante el postoperatorio Kaisti y cols61comparan

sevoflurano y propofol ambos disminuyen el flujo cerebral regional siendo esta

disminucioacuten mayor con el propofol sin embargo Conti y cols62 muestran un

efecto beneficioso del propofol con respecto a altas dosis de sevoflurano sobre

el flujo cerebral Incluso la dosis de los anesteacutesicos influye en la perfusioacuten de

los oacuterganos asiacute Kerbaul y cols63 describen una mayor perfusioacuten miocaacuterdica

con sevoflurano 26 (1 CAM) que con 39 (15 CAM) en un modelo

porcino y Crawford y cols64 describen alteraciones en el flujo hepaacutetico

espleacutenico y cerebral dependiendo de la dosis de sevoflurano empleada (05

CAM hasta 15 CAM) en ratas

114 Efecto de los anesteacutesicos sobre los biomarcadores de respuesta

inflamatoria y oacutexido niacutetrico

Efectos del propofol

El propofol posee efecto antioxidante e inmunomodulador 65 al eliminar

radicales libres de oxiacutegeno y disminuir la peroxidacioacuten lipiacutedica principalmente

en el hiacutegado pulmoacuten corazoacuten y rintildeoacuten 66 El propofol disminuye los niveles de

13 Introduccioacuten13

13 13 13

42

citoquinas plasmaacuteticas en el tejido pulmonar sin embargo en un estudio

reciente parece que no presenta efecto sobre la interleukina (IL) IL-1β en el

pulmoacuten 67 El propofol inhibe la produccioacuten inducida de oacutexido niacutetrico 68 69

Propofol frente a Sevoflurano

El propofol con respecto al sevoflurano produce una disminucioacuten de la

infiltracioacuten de neutroacutefilos de los niveles de citoquinas proinflamatorias en

plasma de la produccioacuten de radicales libres de oxiacutegeno y de la actividad de la

oacutexido niacutetrico sintasa (iNOS) 70

En la literatura encontramos estudios comparativos de la anestesia con

propofol y sevoflurano en diferentes cirugiacuteas entre ellas la cirugiacutea vascular 71

En este trabajo 71 la respuesta inflamatoria y el estreacutes oxidativo producido por

el clampaje aoacutertico es menor en el grupo anestesiado con propofol con

respecto al grupo del sevoflurano aunque ambos faacutermacos han demostrado

cierta modulacioacuten de la isquemia-reperfusioacuten sugiriendo un efecto protector de

los oacuterganos durante el clampaje aoacutertico abdominal 72

Estudios recientes muestran un efecto neuroprotector del sevoflurano en

la isquemia cerebral mediado por un mecanismo antiinflamatorio 73 asiacute como

un efecto protector del endotelio en humanos componente vital de los

oacuterganos 74

Otros autores comparando el efecto del desflurano sevoflurano y

propofol sobre el estreacutes oxidativo comprobaron que el desflurano produciacutea

13 Introduccioacuten13

13 13 13

43

mayor aumento de malondihaldeiacutedo (MDA) y el propofol lo disminuiacutea sin

embargo el sevoflurano no modificaba los niveles de este marcador de estreacutes

oxidativo 75 76

Kotani y cols demostraron que los efectos del isoflurano en el pulmoacuten

sano eran perjudiciales 77 Tambieacuten observaron que los niveles de expresioacuten

geacutenica de una serie de factores pro-inflamatorios aumentaban de manera

significativa en pulmones sanos 2 horas despueacutes de la inhalacioacuten de 15 CAM

de sevoflurano 78

Los anesteacutesicos volaacutetiles podriacutean alterar la respuesta inflamatoria

pulmonar modulando la secrecioacuten de citoquinas pro-inflamatorias por las

ceacutelulas pulmonares 79 Otros estudios muestran que los anesteacutesicos volaacutetiles

inhiben la liberacioacuten de factor de necrosis tumoral alfa (TNF-α) reduciendo asiacute

la inflamacioacuten 80

En los pacientes sometidos a ventilacioacuten unipulmonar Jin y cols 81

afirman que el sevoflurano en comparacioacuten con el propofol aumenta la lesioacuten

de la funcioacuten pulmonar durante la fase perioperatoria mediante factores

inflamatorios (TNL-α e IL-6 e IL-10) el empeoramiento del edema pulmonar y

la inhibicioacuten de la vasoconstriccioacuten pulmonar hipoacutexica 81

13 Introduccioacuten13

13 13 13

44

12 ASISTENCIA MECAacuteNICA CIRCULATORIA

121 Concepto de asistencia mecaacutenica circulatoria (AMC)

Epidemiologiacutea de la Insuficiencia Cardiaca

La Insuficiencia Cardiacuteaca (IC) es un siacutendrome complejo con una alta

prevalencia situaacutendose en torno al 10 en mayores de 70 antildeos 82 Su

incidencia es del 1 en mayores de 65 y del 9 entre los 80 y 89 antildeos de

edad 82 Es la primera causa de hospitalizacioacuten en los paiacuteses desarrollados en

los mayores de 65 antildeos siendo el 5 del total de los ingresos 82 Su

prevalencia estaacute aumentando en los uacuteltimos antildeos ya que el manejo

cardiovascular de los pacientes estaacute mejorando y la poblacioacuten envejeciendo

Aunque la supervivencia en estos pacientes ha ido aumentando la IC

continuacutea teniendo un mal pronoacutestico con una mortalidad aproximada del 50 a

los 5 antildeos del diagnoacutestico Debido a su elevada prevalencia y a su alta tasa de

ingresos-reingresos supone un problema de salud puacuteblica por su elevada carga

asistencial En conjunto se estima que los costes directos de la IC suponen el

1-2 del presupuesto sanitario de los paiacuteses desarrollados 83

En 1993 el estudio Framingham 84 publicoacute una incidencia anual

ajustada por edad de la insuficiencia cardiaca congestiva en personas de ge45

antildeos del 72 casos1000 en los hombres y 47 casos1000 en las mujeres

mientras que la prevalencia ajustada por edad de la insuficiencia cardiacuteaca fue

de 241000 en los hombres y el 251000 en mujeres durante la deacutecada de los

13 Introduccioacuten13

13 13 13

45

80 y una tasa de supervivencia a los 5 antildeos del 25 en hombres y el 38 en

mujeres 84 Por lo tanto la insuficiencia cardiaca se presenta como un

importante y creciente problema de salud puacuteblica a veces considerado incluso

como una nueva epidemia 83 85

Shock cardiogeacutenico

El shock cardiogeacutenico es un estado de inadecuada perfusioacuten tisular

debida a una disfuncioacuten cardiaca Es una complicacioacuten del infarto agudo de

miocardio con una incidencia que variacutea del 5 al 15 y de muy alta

mortalidad 86

Por otro lado los pacientes sometidos a cirugiacutea cardiacuteaca

(revascularizaciones miocaacuterdicas y recambios valvulares) pueden desarrollar

un shock cardiogeacutenico postcardiotomiacutea situacioacuten en la que no se puede retirar

la circulacioacuten extracorpoacuterea Presenta una incidencia que variacutea entre el 02 87

1 88 llegando hasta el 6 89 seguacuten las series publicadas

Tratamientos de la insuficiencia cardiaca la asistencia mecaacutenica circulatoria

(AMC)

Durante los uacuteltimos 20 antildeos el tratamiento de la IC ha mejorado de

manera significativa gracias no soacutelo a las nuevas terapias farmacoloacutegicas

(inhibidores de la enzima convertidora de la angiotensina beta-bloqueantes)

sino tambieacuten a los tratamientos invasivos y dispositivos de asistencia De

13 Introduccioacuten13

13 13 13

46

hecho los avances en el soporte mecaacutenico es decir el desarrollo de

dispositivos de AMC maacutes eficientes han permitido reducir la morbimortalidad

en pacientes con insuficiencia cardiacuteaca terminal en lista de espera para un

trasplante Sin embargo el trasplante no puede ser la uacutenica solucioacuten debido no

soacutelo a un nuacutemero insuficiente de donantes disponibles sino tambieacuten al elevado

nuacutemero de pacientes no candidatos por presentar comorbilidades graves yo

edad avanzada La AMC ya no se concibe soacutelo como un puente al trasplante

sino como un tratamiento en siacute 90 ya que han demostrado ser dispositivos

eficaces capaces de reemplazar la funcioacuten cardiaca y de mantener la

estabilidad hemodinaacutemica del paciente hasta la llegada de un trasplante 91-93

Trasplante cardiaco

El trasplante cardiaco puede ser la uacutenica alternativa cuando todas las

opciones terapeacuteuticas han fracasado 94 Maacutes de la mitad de los pacientes

trasplantados urgentes en los uacuteltimos 5 antildeos llevaban implantado alguacuten tipo de

AMC 95 Estos dispositivos son cruciales para el mantenimiento y la

estabilizacioacuten previa al trasplante de los pacientes con IC aguda Permiten

mantener a los receptores en unas condiciones adecuadas hasta la aparicioacuten

de un oacutergano compatible No obstante debido a que en ocasiones el tiempo de

espera del oacutergano puede ser de semanas se hace necesario disponer de

dispositivos de asistencia ventricular de media y larga duracioacuten para evitar el

deterioro del paciente y que eacuteste se mantenga en buenas condiciones hasta el

trasplante cardiaco 95

13 Introduccioacuten13

13 13 13

47

La supervivencia obtenida con el trasplante cardiaco en Espantildea sobre

todo en los uacuteltimos antildeos lo situacutea como el tratamiento de eleccioacuten en las

cardiopatiacuteas irreversibles en situacioacuten funcional avanzada y sin otras opciones

meacutedicas o quiruacutergicas establecidas 95 Seguacuten los datos publicados en 2012 por

la Sociedad Espantildeola de Cardiologiacutea 95 el perfil cliacutenico medio del paciente que

se trasplantoacute en Espantildea en 2011 fue el de un varoacuten de 53 antildeos diagnosticado

de cardiopatiacutea isqueacutemica no revascularizable con disfuncioacuten ventricular grave y

clase funcional avanzada al que se implantoacute un corazoacuten de 38 antildeos

procedente de un donante fallecido por hemorragia cerebral y con un tiempo en

lista de espera de 122 diacuteas En los uacuteltimos antildeos se ha incrementado el nuacutemero

de trasplantes urgentes (el 38 en 2011 frente al 34 en 2010) El tiempo

medio de supervivencia se ha incrementado con los antildeos Asiacute mientras en la

serie total la probabilidad de supervivencia tras 1 5 10 y 15 antildeos es del 77 el

66 el 53 y el 39 respectivamente en los uacuteltimos 5 antildeos la probabilidad de

supervivencia tras 1 y 5 antildeos es del 80 y el 73 respectivamente La causa

maacutes frecuente de fallecimiento es el fallo agudo del injerto (16) seguido de

infeccioacuten (156) combinado de enfermedad vascular del injerto y muerte

suacutebita (14) tumores (123) y rechazo agudo (77) 95

Trasplante y Dispositivos de Asistencia Mecaacutenica

La proporcioacuten de pacientes trasplantados con asistencia se ha ido

incrementando con el tiempo En los uacuteltimos 7 antildeos ha alcanzado el 24 95 El

baloacuten de contrapulsacioacuten intraaoacutertico sigue siendo el maacutes utilizado aunque no

se ha incrementado su uso en los uacuteltimos 5 antildeos en cambio el oxigenador de

13 Introduccioacuten13

13 13 13

48

membrana extracorpoacutereo (ECMO) y los dispositivos pulsaacutetiles siacute han visto

significativamente incrementada su utilizacioacuten (fig 2)

Figura 2 Distribucioacuten del tipo de asistencia ventricular previa al trasplante por

periodos 95 (DAV dispositivo de asistencia ventricular ECMO oxigenador de

membrana extracorpoacutereo)

Historia de la AMC

El primer implante de AMC exitoso 96 fue realizado por los Dr Michael

DeBakey y Dr Domingo Liotta en 1966 en un paciente con shock

postcardiotomiacutea como puente al trasplante Hubo que esperar 20 antildeos despueacutes

para que las sistemas implantables y portaacutetiles de AMC se usaran de forma

terapeacuteutica como puente al trasplante 96 De hecho en la actualidad el uso de

asistencias ventriculares como puente al trasplante se considera una buena

opcioacuten para pacientes en shock cardiogeacutenico refractario 97 98

13 Introduccioacuten13

13 13 13

49

Epidemiologiacutea de la AMC

Reyes y cols 99 presentaron en 2006 un estudio observacional

descriptivo sobre la experiencia en el uso de AMC como puente al trasplante

cardiaco en el Hospital General Universitario Gregorio Marantildeoacuten y analizaron la

supervivencia y el pronoacutestico de dichos pacientes tras el trasplante Estudiaron

los pacientes portadores de AMC que fueron trasplantados entre los antildeos 1988

y 2005 (n=23) La edad media fue de 525plusmn84 antildeos Los motivos de inclusioacuten

en la lista de trasplante fueron postcardiotomiacutea (n=10) infarto de miocardio

(n=5) disfuncioacuten primaria del injerto (n=7) y miocardiopatiacutea dilatada (n=1) Los

modelos de AMC empleados fueron BioMed Comunidad de Madrid (n=9)

Abiomed BVS 5000 (n=13) y Biomeacutedicus (n=1) El tiempo en alerta cero del

paciente fue de 3 plusmn 24 diacuteas Las complicaciones intrahospitalarias fueron

neuroloacutegicas (n=7) infecciosas (n=12) renales (n=3) hemorraacutegicas (n=3) y

respiratorias (n=2) La mortalidad intrahospitalaria fue del 391 (n=9) la

supervivencia al antildeo del 552 y a los 5 antildeos del 322 La supervivencia al

antildeo fue del 923 en los pacientes que recibieron el alta domiciliaria Una

adecuada seleccioacuten de los pacientes y del tipo de asistencia son esenciales

para la obtencioacuten de buenos resultados 99

Ademaacutes de conocer las caracteriacutesticas de los sistemas de AMC es

importante conocer la situacioacuten que cada paiacutes presenta en cuanto a la

incidencia de trasplantes cardiacos Espantildea es uno de los paiacuteses con un mayor

nuacutemero de donantes 96 100 lo que permite que el nuacutemero de diacuteas que deben

esperar los pacientes hasta la llegada de un corazoacuten donante sea menor que el

13 Introduccioacuten13

13 13 13

50

de otros paiacuteses especialmente en los pacientes que se situacutean dentro de la

categoriacutea de alerta cero situacioacuten que les otorga prioridad nacional ante un

posible donante Si el tiempo de espera aumenta como en otros paiacuteses seriacutea

preciso replantearse el uso de dispositivos de AMC de mayor duracioacuten

Es preciso una experiencia continuada por parte del personal sanitario

asiacute como una adecuada seleccioacuten de los pacientes 101 102 para obtener

resultados satisfactorios 103 ademaacutes de las mejoras tecnoloacutegicas

Navia y cols 91 presentaron una supervivencia global en el paciente con

trasplante cardiaco (desde la implantacioacuten de la AMC como puente al

trasplante) del 69 El grupo alemaacuten de El-Banayosy y cols 104 utiliza el

sistema Abiomed soacutelo cuando se preveacute una asistencia durante un corto periacuteodo

de tiempo Samuels y cols 105 describen la experiencia de 45 pacientes

asistidos con el sistema Abiomed BVS 5000 con un porcentaje de pacientes

dados de alta del 31El sistema Abiomed BVS 5000 es un sistema disentildeado

para asistir al corazoacuten en espera de una recuperacioacuten del miocardio o como

puente al trasplante durante un corto periacuteodo de tiempo y cuyas principales

ventajas son su sencilla utilizacioacuten y su bajo coste 105 - 108

13 Introduccioacuten13

13 13 13

51

122 Clasificacioacuten y principales dispositivos

Asistencia mecaacutenicas circulatorias de FLUJO PULSAacuteTIL O CONTINUO

Existen tres generaciones de AMC 109 110

La primera generacioacuten de las AMC la constituye una bomba pulsaacutetil

imitando la accioacuten fisioloacutegica del corazoacuten proporcionando un excelente soporte

circulatorio y dando como resultado una larga supervivencia y mejor calidad de

vida 111-113 Entre estos dispositivos se encuentran el HeartMate I (XVE)

(Thoratec Inc Pleasanton California USA) Thoratec PVAD y Novacor N100

(WorldHeart Inc Salt Lake City Utah USA) y Abiomed BVS5000 y AB5000

En el antildeo 2009 el doctor Del Cantildeizo y cols 114 publicaron la descripcioacuten

de un nuevo dispositivo pulsaacutetil de bajo coste para soporte circulatorio a corto

plazo que incorpora una caacutemara de complianza Esta caacutemara funciona como

una auriacutecula y demostroacute en estudios experimentales in vivo mejorar la descarga

ventricular al llenarse principalmente durante la siacutestole mientras que en otros

dispositivos el llenado del dispositivo ocurre uacutenicamente durante la diaacutestole 114

Seguacuten la sangre avanza por el sistema circulatorio el flujo pulsaacutetil inicial

en la aorta es progresivamente amortiguado transformaacutendose en flujo continuo

a nivel de los capilares 115 (fig 3)

13 Introduccioacuten13

13 13 13

52

Figura 3 Presiones en el sistema circulatorio [Smith JJ Kampine JP

Circulatory physiology The essentials 3rd Edition Baltimore MD Williams amp

Wilkins 1990]

La segunda generacioacuten de AMC son bombas rotatorias (centriacutefugas o

axiales) que producen un flujo continuo (fig 4) y presentan un funcionamiento

sencillo Son silenciosas y mucho maacutes compactas que las de flujo pulsaacutetil

Tienen una superficie de contacto de la bomba con la sangre maacutes pequentildea y

menos trombogeacutenica sin zonas de estancamiento y sin vaacutelvulas artificiales Se

incluyen dispositivos como las bombas de flujo axial HeartMate II (Thoratec

Inc Pleasanton California USA) Jarvik 2000 el MicroMed DeBakey

(MicroMed Technology Inc Houston Texas USA) la Impella Recover y de

flujo centriacutefugo la TandemHeart La bomba centriacutefuga Biomeacutedicus es un

dispositivo de segunda generacioacuten relativamente barato en comparacioacuten con

otros dispositivos maacutes sofisticados Estos dispositivos se presentaron como

una solucioacuten para los pacientes con shock cardiogeacutenico post-infarto agudo de

miocardio y postcardiotomiacutea ya que presentaban una funcioacuten ventricular

izquierda (fraccioacuten de eyeccioacuten del ventriacuteculo izquierdo o FEVI) comprometida

13 Introduccioacuten13

13 13 13

53

que necesitaba un apoyo mecaacutenico a corto plazo como puente a la

recuperacioacuten

En la uacuteltima deacutecada el objetivo de los disentildeos de las AMC ha sido el

aumentar su tiempo de uso evolucionando desde la primera generacioacuten de

las bombas pulsaacutetiles a las bombas de ahora maacutes pequentildeas ligeras y de flujo

continuo Seguacuten la configuracioacuten del propulsor o rotor de la bomba (ldquospinning

impellerrdquo) los dispositivos de AMC de flujo continuo pueden ser de flujo radial

o axial116

Figura 4 Tipos de bombas seguacuten el flujo que producen Las flechas indican la

direccioacuten del flujo sanguiacuteneo que accede a la bomba de entrada (CE) y sale por

la caacutenula de salida (CS) [Garciacutea-Cosiacuteo Carmena MD Indicaciones de

asistencias ventriculares iquestalternativa o puente a trasplante Tipos de

asistencias ventriculares En Cardio Agudos Ed Grupo CTO 2015]

Los dispositivos de tercera generacioacuten son bombas centriacutefugas de flujo

continuo sin rodamientos Minimizan el contacto entre la bomba y el rotor axial

o centriacutefugo mediante el uso de la tecnologiacutea de levitacioacuten magneacutetica

reduciendo asiacute la friccioacuten y el desgaste del dispositivo 117 DuraHeart (Terumo

13 Introduccioacuten13

13 13 13

54

Heart Inc Ann Arbor Michigan EEUU) HeartWare HVAD (HeartWare

International Inc Framingham Massachussets EEUU) el Levacor

recientemente suspendido (WorldHeart Inc Salt Lake City Utah EEUU) 117

la bomba maglev Levitronix CentriMag Incor de flujo axial suspendido

magneacuteticamente (Berlin Heart AG Berliacuten Alemania) HeartWare HeartMate III

DuraHeart (Terumo Somerset EEUU) y Novacor II son los dispositivos

disponibles de tercera generacioacuten 118

Registro Interinstitucional INTERMACS para la AMC

El Registro Interinstitucional para la Asistencia Mecaacutenica Circulatoria

(INTERMACS) 119 es el mayor registro de la utilizacioacuten de dispositivos de AMC

con 145 hospitales participantes El Vordm informe anual INTERMACS publicado

en 2013 (el uacuteltimo presentado) incluye los datos de AMC de 23 de junio de

2006 a 30 de junio de 2012 utilizados en 6885 pacientes de los cuales 243

teniacutean previamente un dispositivo AMC siendo 72 pacientes pediaacutetricos y 9

con AMC de ventriacuteculo derecho De los 6561 pacientes con implante primario

de AMC de ventriacuteculo izquierdo (LVAD) 136 recibieron un trasplante 910

recibieron una asistencia ventricular izquierda de flujo pulsaacutetil (681 soacutelo

LVAD) y los restantes 5515 recibieron una asistencia ventricular izquierda de

flujo continuo (973 soacutelo LVAD) como puente al trasplante o como terapia de

destino La supervivencia para los LVAD de flujo continuo fue de 80 a 1 antildeo y

de 70 a los 2 antildeos 119

13 Introduccioacuten13

13 13 13

55

Dispositivo de AMC de eleccioacuten

Sigue existiendo controversia sobre queacute dispositivo de AMC tiene

mejores resultados Algunos estudios demuestran mejor flujo sanguiacuteneo con

las bombas pulsaacutetiles 120 121 otros describen menor tasa de infeccioacuten y de

fallos mecaacutenicos con las no-pulsaacutetiles 113 y otros estudios no encuentran

diferencias significativas entre ambos dispositivos 122 123 Otros estudios han

centrado sus objetivos en las diferencias existentes entre los dispositivos de

AMC (bombas de flujo pulsaacutetil versus bombas de flujo continuo) en lo que se

refiere a las alteraciones hemodinaacutemicas 123 124 perfusioacuten de los oacuterganos 122

125 asiacute como a la respuesta inflamatoria sisteacutemica 126

En un estudio previo al Vordm informe anual INTERMACS de 2013 119 (de un

antildeo menos de duracioacuten) con datos recogidos de 23 de junio de 2006 hasta el

31 de marzo de 2011 Holman y cols 127 hallaron una mayor durabilidad de las

bombas de AMC de flujo continuo frente a las de flujo pulsaacutetil Entendiendo por

problemas de durabilidad los episodios de reemplazo de la bomba en casos de

infeccioacuten trombosis-hemoacutelisis fallo de las caacutenulas fallo de la unidad central y

muerte debida a fallo de la bombacaacutenulas Un total de 3302 AMC fueron

implantadas (484 pulsaacutetiles y 2816 continuas) y 98 fueron intercambiadas o

causaron la muerte por problemas de durabilidad (46 pulsaacutetiles 52 continuas

el 3 de las implantadas) El intervalo para la aparicioacuten de un problema del

dispositivo fue mayor en el caso de las bombas de flujo continuo que en el de

las de flujo pulsaacutetil El estudio de las causas del intercambio de bomba o de

muerte relacionada con la bomba mostroacute (1) menor posibilidad de fallo de la

bomba de flujo continuo (2) similar intercambio y muerte relacionada con fallo

13 Introduccioacuten13

13 13 13

56

de las caacutenulas (3) similar intercambio y muerte relacionada con trombosis-

hemoacutelisis y (4) escasos intercambios o muertes relacionadas con infecciones

en las AVM de flujo continuo Los resultados en cuanto a la supervivencia

corroboran estos hallazgos pues el 54 de los pacientes con AVM de flujo

continuo frente al 23 de los pacientes con AVM de flujo pulsaacutetil seguiacutean vivos

y continuando con el soporte de la AVM tras 12 meses de implantacioacuten 127

En otro estudio recientemente publicado (2014) Sabashnikov y cols 128

analizan los resultados a corto plazo y predictores de mortalidad a los 90 diacuteas

de la implantacioacuten de una AMC de flujo continuo Entre Julio 2006 y Mayo 2012

se implantaron 117 AMC de flujo continuo como puente al trasplante La tasa

de mortalidad a los 90 diacuteas fue de 171 La optimizacioacuten de la situacioacuten pre-

operatoria del estado de la volemia de la precarga y de la funcioacuten del corazoacuten

derecho asiacute como la seleccioacuten basada en la edad de los pacientes candidatos

a un dispositivo de AMC izquierda son los factores criacuteticos que influyen en la

supervivencia tras la implantacioacuten de una AMC de flujo continuo 128

BIOMEacuteDICUS Bomba centriacutefuga de flujo continuo

Las bombas centriacutefugas pueden ser implantadas de forma raacutepida y

sencilla son faacuteciles de usar y son relativamente baratas 129 Su principal

caracteriacutestica es ser menos destructivas para las ceacutelulas sanguiacuteneas en

comparacioacuten con las bombas de rodillos 130

La bomba Biomeacutedicus BioPump modelo BPX-80 (Medtronic Inc

Minneapolis MN) es una bomba centriacutefuga magneacutetica Se encuentra disponible

13 Introduccioacuten13

13 13 13

57

en la mayoriacutea de centros de cirugiacutea cardiovascular y puede ser usada como

bypass feacutemoro-femoral bypass cardiopulmonar AMC y oxigenacioacuten de

membrana extracorpoacuterea (ECMO) 131 El modelo original fue el Modelo 600

producto de una investigacioacuten en el Instituto Nacional de Salud formando parte

de un programa de corazoacuten artificial desarrollado en 1970 Las caracteriacutesticas

en el tamantildeo y la forma del disentildeo se traducen en un flujo de sangre suave y

atraumaacutetico que disminuye los niveles de hemoacutelisis y la formacioacuten de trombos

En 1985 con la experiencia adquirida con el uso de el Modelo 600 salen al

mercado los modelos BP-80 y BP-50 La BioPump es una bomba centriacutefuga

basada en el principio del voacutertice

Componentes de la bomba Biomeacutedicus

Un voacutertice es un flujo turbulento en rotacioacuten espiral con trayectorias de

corriente cerradas Como voacutertice puede considerarse cualquier tipo de flujo

circular o rotatorio que posee vorticidad La vorticidad es un concepto

matemaacutetico usado en dinaacutemica de fluidos que se puede relacionar con la

cantidad de circulacioacuten o rotacioacuten de un fluido se define como la circulacioacuten por

unidad de aacuterea en un punto del flujo Si nosotros hacemos girar un fluido dentro

de un vaso de precipitado lleno estamos impartiendo energiacutea rotacional al

fluido y estamos creando otra forma de energiacutea movimiento Esta energiacutea hace

que el fluido sea impulsado hacia arriba al lado de las paredes del vaso de

precipitado Las caracteriacutesticas de todos los voacutertices son baja presioacuten en centro

del voacutertice y alta presioacuten hacia fuera del voacutertice

13 Introduccioacuten13

13 13 13

58

Las bombas centriacutefugas magneacuteticas estaacuten constituidas por una carcasa

riacutegida externa en forma de cono por cuyo veacutertice se efectuacutea la entrada de

fluido Dentro de este cono se disponen otros conos apilados (3 en el caso de

la BioPump) que al girar sobre su propio eje producen una presioacuten negativa

sobre el punto de entrada y empujan el fluido del circuito dentro de la bomba

(fig 5) Una vez que la sangre entra en la cabeza arterial la energiacutea cineacutetica es

transmitida a la sangre por los conos rotatorios generando presioacuten en la bomba

y permitiendo que la sangre se dirija hacia el punto de salida En la entrada y

salida del cabezal de la bomba no existen dispositivos oclusivos Si los conos

estaacuten parados y no rotan la sangre puede pasar Se utilizan caacutenulas de

derivacioacuten para conectar el ventriacuteculo a la bomba

El flujo que proporcionan las bombas centriacutefugas es de tipo continuo no

pulsaacutetil La cabeza de la bomba se instala en una consola portaacutetil que dispone

de un imaacuten rotatorio y transmite el movimiento a los conos internos El sistema

electroacutenico de la consola nos permite conocer la velocidad de los conos

(revoluciones por minuto) El gasto se calcula a traveacutes de un medidor de flujo

situado en la salida del cabezal

13 Introduccioacuten13

13 13 13

59

Figura 5 Fotografiacutea de la bomba Biomeacutedicus Recipiente de policarbonato con

tres conos en su interior encajados uno sobre otro con los dos conectores de

entrada y salida

La marca comercial de la consola es 550 Bio-Consola Medtronic

Biomeacutedicus Esta consola genera una fuera electromotriz transmitida a traveacutes

de un imaacuten a otro imaacuten en la bomba centriacutefuga (Bio-Pump BP-80 Meacutedicus

Biomeacutedicus) En su cara posterior presenta dos conexiones una para el flujo

de la bomba (Tx 50 Bio-Probe flow Transducer (transductor del flujo de la

sonda Medtronic Biomeacutedicus) y otra para la unidad motora externa (540 T

External drive Mototr Medtronic Biomeacutedicus) La bomba centriacutefuga puede

acoplarse directamente en la parte posterior de la consola o bien en la unidad

motora externa

Las bombas Biomeacutedicus tienen escasas complicaciones debidas a su

uso y el coste es relativamente bajo si lo comparamos con otros sistemas de

asistencia

13 Introduccioacuten13

13 13 13

60

En una revisioacuten de 129 casos Noon y cols 132 muestran que un nuacutemero

importante de pacientes con dantildeo reversible miocaacuterdico postcardiotomiacutea se

beneficiaron de un soporte temporal mediante una bomba centriacutefuga En esta

serie los pacientes presentaron varias complicaciones que incluyen

coagulopatiacutea insuficiencia o incluso fallo renal sepsis deacuteficits neuroloacutegicos

fallo ventricular arritmias y muerte el 563 de los pacientes fueron

destetados del soporte mecaacutenico y el 21 fue dado de alta vivo Las causas de

la muerte incluyeron fallo ventricular (624) arritmias (129) triage (cese de

medidas de soporte vital) (69) infarto de miocardio perioperatorio o paro

cardiacuteaco (05) coagulopatiacutea (40) sepsis (40) fallo del injerto (30) y

las relacionadas con el dispositivo (10) La uacutenica muerte relacionada con el

dispositivo se debioacute a un desplazamiento de la caacutenula venosa en la unidad de

cuidados intensivos que ocasionoacute una exanguinacioacuten Complicaciones

relacionadas con el dispositivo fueron vistas en el 16 de los pacientes 132

123 Asistencia mecaacutenica circulatoria parcial y total

Durante la siacutestole de la AMC la vaacutelvula de la caacutenula de entrada se

encuentra cerrada y la vaacutelvula de la caacutenula de salida abierta de modo que la

sangre mantiene un flujo direccionado hacia la aorta y no regresa al ventriacuteculo

izquierdo Durante la diaacutestole de la AMC se abre la caacutenula de entrada

(permitiendo la entrada de sangre a la maacutequina desde el ventriacuteculo izquierdo) y

se cierra la vaacutelvula de salida

13 Introduccioacuten13

13 13 13

61

La AMC puede producir una descarga total del ventriacuteculo (AMC total)

tratando de dar el mayor gasto cardiaco descargando de forma completa el

ventriacuteculo nativo o bien pueden realizar una descarga parcial (AMC parcial)

dando suficiente asistencia al ventriacuteculo nativo para mantener un correcto flujo

circulatorio y asiacute el ventriacuteculo nativo puede ayudar con su propio gasto Esto

uacuteltimo es importante cuando usamos una AMC como puente a la recuperacioacuten

del ventriacuteculo nativo

En la literatura se discute acerca de queacute tipo de asistencia es la mejor

Algunos autores 133 134 defienden el soporte total otros 135 136 opinan que el

soporte parcial puede presentar maacutes beneficios porque la asistencia total

puede producir atrofia de los miocitos

124 Asistencia mecaacutenica circulatoria y flujo de oacuterganos

En la actualidad la evidencia cliacutenica indica que la perfusioacuten y la funcioacuten

de los oacuterganos diana estaacuten bien mantenidos durante periacuteodos prolongados de

apoyo con un dispositivo de AMC 122 137 La perfusioacuten de los oacuterganos no parece

verse afectada por los tipos de flujo (pulsaacutetil frente no-pulsaacutetil) de AMC en un

modelo de fracaso cardiacuteaco croacutenico 138

Bajo circunstancias de circulacioacuten croacutenica sin pulso Saiacuteto y cols 139 no

encontraron diferencias en la histologiacutea de los oacuterganos diana (cerebro rintildeones

hiacutegado y corazoacuten) en asistencia pulsaacutetil y continua en un modelo experimental

en ovejas Tampoco encontraron diferencias en la presioacuten arterial media

aunque siacute en los niveles de renina en plasma (siendo maacutes elevados en los

13 Introduccioacuten13

13 13 13

62

animales con dispositivo de flujo continuo) esto podriacutea ser debido a una

respuesta de adaptacioacuten a la falta de presioacuten sanguiacutenea Tambieacuten hallaron un

adelgazamiento de la capa media de la aorta ascendente en ovejas con AMC

no-pulsaacutetil frente a las ovejas control 139 De hecho las resistencias vasculares

sisteacutemicas se elevan durante el uso de AVM de flujo continuo frente a las de

flujo pulsaacutetil 140

125 Asistencia mecaacutenica circulatoria y respuesta inflamatoria

Interleukinas y Factor de necrosis tumoral

La inflamacioacuten juega un papel importante en la patogeacutenesis del fracaso

cardiacuteaco 141 142 El TNF-α y las interleukinas IL-1β IL-1α e IL-6 son

clasificadas como citoquinas proinflamatorias en las respuestas primarias del

hueacutesped y la reparacioacuten de los tejidos 143 Las fuentes productoras de

citoquinas en el fracaso cardiacuteaco son muacuteltiples e incluyen el sistema inmune

los tejidos perifeacutericos y el fallo cardiacuteaco por si mismo 144 La hipoacutetesis de la

produccioacuten extramiocaacuterdica de citoquinas por endotoxinas bacterianas

causantes de dantildeo en la perfusioacuten tisular y de una hipoxia tisular 145 parece

maacutes probable Anker y cols 146 desarrollaron esta hipoacutetesis de la activacioacuten

inmunoloacutegica secundaria a una exposicioacuten de endotoxinas bacterianas debido

a episodios repetidos de edema intestinal hipoperfusioacuten intestinal y la

consecuente translocacioacuten bacteriana 146 De hecho son maacutes altos los niveles

13 Introduccioacuten13

13 13 13

63

seacutericos de endotoxinas en los pacientes con fracaso cardiacuteaco y edema y

disminuyen con tratamiento diureacutetico 147

Estudios cliacutenicos demuestran que los pacientes con fracaso cardiacuteaco

presentan un aumento del TNF-α y de las IL-6 IL-1β e IL-2 142 148 149 En

descompensaciones agudas de pacientes con disfuncioacuten sistoacutelica del ventriacuteculo

izquierdo se han encontrado aumentos de la IL-6 y de la proteiacutena C reactiva

(PCR) comparados con pacientes con FEVI conservada 150

La manera en que las citoquinas proinflamatorias afectan a la funcioacuten

mecaacutenica cardiacuteaca se diferencia en dos fases La fase temprana se caracteriza

por una raacutepida activacioacuten de los mecanismos de sentildealizacioacuten celular

interrelacionados entre siacute incluyendo respuestas celulares mediadas por

esfingoliacutepidos fosfoliacutepidos oacutexido-niacutetrico sintetasa (NOS) y oacutexido-niacutetrico (NO)

La respuesta puede ser estimuladora o depresora cardiaca dependiendo del

estado redox y metaboacutelico de la magnitud de la adaptacioacuten cardiaca y

respuestas reflejas y del efecto sineacutergico o antagoacutenico de las citoquinas

mediadoras Esta primera fase temprana va seguida de una fase tardiacutea maacutes

prolongada de depresioacuten uniforme de la contractilidad basal y estimulada151

En estudios experimentales las citoquinas estimulan el remodelado del

ventriacuteculo izquierdo 152 y la reversioacuten aguda de la disfuncioacuten contraacutectil 153 154 El

fracaso multiorgaacutenico tras cirugiacuteas mayores incluida la cirugiacutea cardiacuteaca se

atribuye a las citoquinas proinflamatorias TNF-α IL-1 IL-6 e IL-8 155 156

13 Introduccioacuten13

13 13 13

64

Pacientes portadores de AMC

El contacto de la sangre con las superficies artificiales de las AMC estaacute

asociado a alteraciones del sistema inmunoloacutegico y de la coagulacioacuten 157 158

Los pacientes portadores de estos dispositivos presentan alteraciones de

mediadores de respuesta inflamatoria y de estreacutes oxidativo 126 155 159 160 TNF

C3a C5a IL-6 IL-10 PCR y por ello riesgo de dantildeo orgaacutenico (dantildeo

neuroloacutegico pulmonar renal hepaacutetico etc) Sin embargo los niveles seacutericos

de estas citoquinas pro-inflamatorias no tienen un papel bien definido Lo que siacute

estaacute establecido es que la optimizacioacuten perioperatoria de los pacientes a los

que se les va a implantar estos dispositivos es fundamental para disminuir la

morbi-mortalidad Un aumento en las citoquinas seacutericas induce interacciones

entre los neutroacutefilos y el endotelio hipercoagulopatiacutea intravascular y conlleva

un fracaso microcirculatorio 161 Para una exitosa implantacioacuten de una AMC

eacutesta debe hacerse antes de que se produzca una hiper-citoquinemia en el

paciente con fracaso cardiacuteaco es decir es fundamental realizar una seleccioacuten

adecuada de los pacientes y definir el momento adecuado de la implantacioacuten

160 162

El uso de la AMC estaacute asociado a un mejor pronoacutestico cuando se

producen cambios favorables en los niveles seacutericos de estos mediadores 156

163 siendo los niveles seacutericos de IL-6 e IL-8 predictores de pronoacutestico en los

pacientes con AMC que se encuentran en espera de trasplante cardiaco 164 La

implantacioacuten de la AMC da como resultado a corto plazo un descenso en los

niveles del TNF-α y de la IL-6 sin embargo no se producen cambios en el

CD14 ni en el receptor de TNF sugiriendo que el proceso fisiopatoloacutegico

13 Introduccioacuten13

13 13 13

65

resultante en la respuesta inflamatoria no es alterado por la implantacioacuten de

una AMC 165

El TNF-α juega un papel importante en la inflamacioacuten celular pulmonar

mediada por los macroacutefagos Su produccioacuten inicia una cascada de respuestas

involucrando la expresioacuten de moleacuteculas de adhesioacuten y citoquinas expresadas

tanto en ceacutelulas inmunoloacutegicas como no-inmunoloacutegicas (ej ceacutelulas epiteliales

fibroblastos) dando como resultado la infiltracioacuten del tejido pulmonar dantildeado o

infectado por ceacutelulas inflamatorias 166 El TNF-α es un potente inotroacutepico

negativo El miocardio normal no expresa el TNF-α pero siacute expresa los dos

receptores de eacuteste Sin embargo en el corazoacuten disfuncionante hay un

aumento en la expresioacuten de TNF-α 167 Tambieacuten parece estimular junto con la

IL-1β la produccioacuten de oacutexido niacutetrico (NO) a traveacutes del estiacutemulo de la oacutexido-

niacutetrico sintetasa (iNOS) independiente del calcio 168 169 Concentraciones

ldquofisioloacutegicasrdquo bajas de NO pueden proteger a los miocitos frente al estreacutes

mecaacutenico y a la noradrenalina mientras que concentraciones ldquofisioloacutegicasrdquo maacutes

altas parecen causar un descenso en el nuacutemero de miocitos y deprimen asiacute la

contractilidad miocaacuterdica 169 La NO de origen cardiacuteaco inhibe la respuesta

inotroacutepico positiva a la estimulacioacuten beta-adreneacutergica en humanos con

disfuncioacuten del ventriacuteculo izquierdo El TNF-α induce apoptosis en los miocitos y

ceacutelulas endoteliales contribuyendo al fracaso cardiacuteaco 154

La IL-6 es una citoquina con un amplio espectro de efecto inmunoloacutegico

tanto humoral como celular 142 Se produce en respuesta a una infeccioacuten a la

IL-1 al interferoacuten gamma y al TNF-α y tiene una vida media plasmaacutetica menor

de 6 horas 170 La IL-1 es un mediador involucrado en la reaccioacuten inflamatoria

13 Introduccioacuten13

13 13 13

66

post-infarto que media en el remodelado del corazoacuten dilatado a traveacutes de la

activacioacuten de acciones especiacuteficas de leucocitos y fibroblastos 171

Peacuteptido natriureacutetico cerebral

Los peacuteptidos natriureacuteticos comprenden una familia de hormonas

vasoactivas que juegan un papel importante en la regulacioacuten de la homeostasis

cardiovascular y renal 172 Una forma de evaluar la respuesta neurohumoral se

basa en la determinacioacuten de los niveles de peacuteptido natriureacutetico cerebral

(PNC oacute BNP= brain natriuretic peptide) Aunque la determinacioacuten del peacuteptido

natriureacutetico auricular parece un mejor predictor de la disfuncioacuten del ventriacuteculo

izquierdo el PNC plasmaacutetico parece que complementa a los factores

pronoacutesticos tras un infarto agudo de miocardio al ser independiente de la

supervivencia a largo plazo 173 Los niveles de PNC reflejan una

descompensacioacuten en el estado hemodinaacutemico ya que su liberacioacuten al torrente

sanguiacuteneo es proporcional a la distensioacuten ventricular causada por una

sobrecarga volumeacutetrica 159 174 La implantacioacuten de una asistencia ventricular

conlleva la descarga de los ventriacuteculos nativos revirtiendo la situacioacuten de

desequilibrio de la volemia entre los ventriacuteculos lo que podriacutea normalizar el

estado neurohumoral La determinacioacuten de los niveles seacutericos de PNC podriacutea

ser un marcador para decidir el momento ideal de la implantacioacuten de la AMC

pero tambieacuten para hacer un seguimiento de la eficacia terapeacuteutica y de la

recuperacioacuten cliacutenica 175

13 Introduccioacuten13

13 13 13

67

Sistema del complemento

El sistema del complemento es un mecanismo de defensa proteoliacutetico

humoral basado en una cascada que comprende alrededor de 35 diferentes

proteiacutenas solubles y unidas a la membrana 176 El sistema del complemento

forma parte del sistema inmune innato y actuacutea a traveacutes de una controlada y

limitada proteoacutelisis de proteiacutenas mediante la activacioacuten de tres viacuteas la ldquoviacutea

claacutesicardquo la ldquoviacutea alternativardquo y la ldquoviacutea de la lectinardquo Las tres viacuteas convergen en la

formacioacuten de complemento C3 y C5 y en la viacutea final que activa la formacioacuten del

complejo de ataque de membrana 176 A nivel cardiaco el C3 activado (C3a)

causa taquicardia alteraciones en la conduccioacuten auriculo-ventricular fallo de la

contractilidad del ventriacuteculo izquierdo vasoconstriccioacuten coronaria y liberacioacuten

de histamina tras inyecciones en ceacutelulas cardiacas aisladas de cerdo 177

Niveles elevados de C3c (un producto de conversioacuten estable de C3) se han

relacionado con menor nivel de remodelado adverso y mejor supervivencia en

pacientes con fracaso cardiaco sistoacutelico estable 178

Proteiacutenas de choque teacutermico

Las citoquinas aumentan los niveles seacutericos de proteiacutenas protectoras en

el corazoacuten incluyendo las proteiacutenas de choque teacutermico (Hsp del ingleacutes Heat

Shock Proteins) 179 180 Descubiertas en 1962 en la mosca Drosophila en

respuesta a aumentos de temperatura Estas proteiacutenas se encuentran en

praacutecticamente todos los tejidos animales 181 Se ha visto que su expresioacuten estaacute

regulada por situaciones de estreacutes incluyendo aumentos de temperatura e

13 Introduccioacuten13

13 13 13

68

isquemia 182 En modelos animales la sobre-expresioacuten de Hsp70 (proteiacutena de

choque teacutermico de 70000 daltons) 183 ejerce un efecto protector sobre las

ceacutelulas cardiacuteacas frente a las lesiones de isquemia 184 185 Los niveles seacutericos

de Hsp70 aumentan de forma gradual a medida que avanza el fallo cardiacuteaco

pudiendo tener implicaciones en detecciones precoces del estadio B de la

ACCAHA (anomaliacuteas estructurales sin cliacutenica) y permitiendo asiacute monitorizar a

los pacientes de alto riego 186

Marcadores de estreacutes oxidativo

El sistema redox es esencial para el mantenimiento de la homeostasis

celular ya que mantiene un balance de oacutexido-reduccioacuten preservando el

equilibrio entre la produccioacuten de pro-oxidantes generados como resultado del

metabolismo celular y los sistemas de defensa anti-oxidantes La peacuterdida en

este balance lleva a un estado de estreacutes oxidativo 187 que no es maacutes que un

desequilibrio entre la produccioacuten de especies reactivas del oxiacutegeno y la

capacidad del sistema bioloacutegico de detoxificar raacutepidamente los reactivos

intermedios o reparar el dantildeo resultante Este dantildeo consiste en la formacioacuten de

radicales libres de oxiacutegeno (RLO) como son el anioacuten superoacutexido (O2-) el

peroacutexido de hidroacutegeno (H2O2) y el radical hidroxilo (OH-)durante el periodo de

reperfusioacuten 188

Los radicales libres son moleacuteculas que contienen un electroacuten no

apareado que los hace sumamente reactivos y capaces de dantildear a otras

moleacuteculas transformaacutendolas a su vez en moleacuteculas muy reactivas una reaccioacuten

13 Introduccioacuten13

13 13 13

69

en cadena que causa dantildeo oxidativo Las especies reactivas se forman como

productos del metabolismo de los radicales libres y aunque no todas son

radicales libres son moleacuteculas oxidantes que se transforman faacutecilmente en

radicales libres lo que les confiere la caracteriacutestica de ser compuestos muy

dantildeinos para las ceacutelulas Estas especies reactivas dantildean tanto al ADN como a

las proteiacutenas transportadoras 189

Las especies reactivas del oxiacutegeno (ROS) y las especies reactivas de

nitroacutegeno (RNS) juegan un importante papel en la regulacioacuten de la

supervivencia celular En general niveles moderados de ROSRNS pueden

funcionar como sentildeales promotoras de proliferacioacuten celular sin embargo

grandes aumentos de ROSRNS pueden conducir a la muerte celular Bajo

condiciones fisioloacutegicas el equilibrio entre la formacioacuten y la eliminacioacuten de

ROSRNS mantiene la funcioacuten apropiada de las proteiacutenas sensibles al redox

asegurando la homeostasis redox en la que las ceacutelulas responden de manera

adecuada a los estiacutemulos endoacutegenos y exoacutegenos Alteraciones de la

homeostasis redox conducen al estreacutes oxidativo 190 Los ROS incluyen iones de

oxiacutegeno radicales libres y peroacutexidos 191 Los RNS con mayor significacioacuten

fisioloacutegica el oacutexido niacutetrico (NO) y el peroxinitrito (ONOO-)

El NO es un radical libre descubierto como mediador intracelular en

1980 cuando se estudiaban los mecanismos de accioacuten de los nitratos como

faacutermacos vasodilatadores 192 Es un radical pequentildeo y gaseoso con una alta

afinidad para la interaccioacuten con hemoproteiacutenas ferrosas como la guanilato

ciclasa soluble y la hemoglobina 193 El NO se produce por la oxidacioacuten de L-

arginina en L-citrulina proceso catalizado por las oacutexido niacutetrico sintasas (NOS)

13 Introduccioacuten13

13 13 13

70

que utilizan nicotinamida adenina dinucleoacutetido fosfato (NADPH) y oxiacutegeno

como sustratos 194

La enzima NOS presenta tres isoformas la NOS neuronal (nNOS tipo I)

la NOS inducible (iNOS tipo II) y la NOS endotelial (eNOS tipo III) Muchos

tejidos expresan una o dos de estas tres isoformas Las nNOS y eNOS son

expresadas en respuesta a incrementos de la concentracioacuten del calcio

intracelular 187 La isoforma iNOS o tipo II se expresa de forma inducible en

macroacutefagos en respuesta a mediadores inflamatorios (citoquinas

lipopolisacaacuteridos etc) y su actividad es independiente del calcio 195

El NO media numerosos procesos fisioloacutegicos relajacioacuten del musculo

liso vascular y no vascular neurotransmisioacuten perifeacuterica y central activacioacuten

plaquetaria y fototransduccioacuten 196 A nivel vascular el NO actuacutea como un

potente modulador local del tono vascular y de la hemostasis El NO producido

por el endotelio de los vasos actuacutea sobre las ceacutelulas musculares lisas

vasculares o sobre las del mismo endotelio produciendo un efecto final de

relajacioacuten celular que se traduce en vasorelajacioacuten y alteracioacuten de la

permeabilidad del endotelio vascular

Hay poca evidencia de que la produccioacuten endoacutegena de NO en el corazoacuten

sano juegue un papel importante en la modulacioacuten directa de la funcioacuten

cardiacuteaca sistoacutelica En estados patoloacutegicos (cardiopatiacutea dilatada sepsis rechazo

de injerto) se piensa que el aumento en las concentraciones de NO a nivel

miocaacuterdico puede ser debido a la induccioacuten de iNOS dentro de los miocitos asiacute

como a la infiltracioacuten de ceacutelulas inflamatorias pero la situacioacuten en el corazoacuten

del ser humano sigue estando poco clara 197

13 Introduccioacuten13

13 13 13

71

13 JUSTIFICACIOacuteN

Tras el anaacutelisis previo realizado encontramos

bull Que los dispositivos de AMC son una opcioacuten terapeacuteutica en los

pacientes que se encuentran en lista de espera de trasplante cardiaco

Estos dispositivos son la solucioacuten a la escasez de donantes

bull Que los dispositivos de AMC tienen como misioacuten mantener la perfusioacuten

de los oacuterganos sin embargo se asocian a complicaciones que pueden

llevar al fracaso multiorgaacutenico

bull Que es fundamental la optimizacioacuten perioperatoria (tipo de dispositivo de

AMC monitorizacioacuten y faacutermacos) en la implantacioacuten del dispositivo de

AMC Nuestro grupo de investigacioacuten ha desarrollado una liacutenea de

investigacioacuten en el afaacuten de contribuir a dicha optimizacioacuten en la que se

ha estudiado cuaacutel es el dispositivo de AMC maacutes adecuado en lo que se

refiere al flujo de los oacuterganos 198

bull Que los faacutermacos anesteacutesicos volaacutetiles (sevoflurano) tienen un efecto

beneficioso sobre el flujo de los oacuterganos frente a los anesteacutesicos

intravenosos (propofol) en cirugiacutea cardiovascular

bull Que no existen o al menos no hemos sido capaces de encontrar

trabajos en la literatura que comparen ambos anesteacutesicos (sevoflurano y

propofol) en los dispositivos de AMC

13 Introduccioacuten13

13 13 13

72

En este trabajo trataremos de dilucidar la importancia de la

optimizacioacuten de los faacutermacos anesteacutesicos (propofol versus sevoflurano) en los

dispositivos de AMC y proponer el protocolo maacutes oacuteptimo en cuanto al flujo de

los oacuterganos

73

2- HIPOacuteTESIS Y OBJETIVOS

13 Hipoacutetesis13 y13 Objetivos13

13 13 13

74

La anestesia inhalatoria con agentes halogenados (sevoflurano) ha

demostrado una superioridad frente a la anestesia intravenosa (propofol) en lo

que se refiere al flujo de los oacuterganos en cirugiacutea cardiovascular Sin embargo en

los pacientes con AMC auacuten no hay evidencia de cuaacutel de las dos es superior en

lo que se refiere al flujo de los oacuterganos la respuesta inflamatoria y el estreacutes

oxidativo en los pacientes portadores de estos dispositivos

21- HIPOacuteTESIS

Como hipoacutetesis de trabajo sugerimos que el sevoflurano produce un

efecto protector sobre el flujo de los oacuterganos frente al propofol en los

dispositivos de AMC (H1) asumiendo como hipoacutetesis nula (H0) el hecho de que

el sevoflurano no produce este efecto

22- OBJETIVOS

1 Objetivo principal estudiar el efecto del sevoflurano y propofol en el

flujo de los oacuterganos en un dispositivo de AMC de flujo continuo

13 Hipoacutetesis13 y13 Objetivos13

13 13 13

75

2 Objetivos secundarios

21 Estudiar el efecto del sevoflurano y propofol en las variables

hemodinaacutemicas de gasometriacutea arterial y hematoloacutegicas en un dispositivo

de AMC de flujo continuo

22 Estudiar el efecto del sevoflurano y propofol en los

marcadores plasmaacuteticos de dantildeo tisular en un dispositivo de AMC de

flujo continuo

23 Estudiar el efecto del sevoflurano y propofol en los

marcadores plasmaacuteticos de respuesta inflamatoria y de estreacutes oxidativo

en un dispositivo de AMC de flujo continuo

23- PLANTEAMIENTO

En este trabajo para el cumplimiento de los objetivos se ha planteado el

siguiente disentildeo

- Se ha seleccionado como animal de experimentacioacuten al cerdo minipig

macho

- Estudio experimental comparativo randomizado de dos grupos

(sevoflurano versus propofol) seguacuten el hipnoacutetico utilizado en el

mantenimiento anesteacutesico en la AMC

PROPOFOL (Grupo PROP n=5)

SEVOFLURANO (Grupo SEVO n=5)

13 Hipoacutetesis13 y13 Objetivos13

13 13 13

76

- Meacutetodo utilizado

1 Medicioacuten del flujo de los oacuterganos mediante la teacutecnica de microesferas

de colores 199 200

2 Estudio de las variables hemodinaacutemicas mediante el cateacuteter de

arteria pulmonar

3 Estudio de las variables de gasometriacutea arterial y hematoloacutegicas y

medicioacuten de los marcadores de dantildeo tisular de respuesta

inflamatoria y de estreacutes oxidativo mediante la extraccioacuten de muestras

de sangre arterial

- Variables del estudio

1 Variable principal microesferas de colores

2 Variables secundarias paraacutemetros hemodinaacutemicos y de gasometriacutea

arterial marcadores de dantildeo tisular respuesta inflamatoria y estreacutes

oxidativo

- Las variables anteriormente descritas se estudiaron en tres momentos

- Antes del clampaje aoacutertico (Basal)

- Antes de iniciar la asistencia ventricular (AAs)

- Transcurridos 30 minutos de la asistencia parcial (AP 30rsquo)

77

3- MATERIAL Y MEacuteTODO

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

78

31 Material

311- Animal de experimentacioacuten

El animal utilizado en este estudio fue el cerdo minipig macho Estos

animales pertenecen a una liacutenea desarrollada por Sachs en el Instituto

Nacional de la Salud en Bethesda (Maryland Estados Unidos) 201 como modelo

animal para la investigacioacuten en el trasplante de oacuterganos mediante la seleccioacuten

de tres genotipos homocigotos independientes en relacioacuten con el complejo

mayor de histocompatibilidad

Los animales proceden de la granja que el Instituto Tecnoloacutegico de

Desarrollo Agrario (ITDA) de la Consejeriacutea de Medio Ambiente de la

Comunidad de Madrid posee en el Complejo Agropecuario de Aranjuez El

ITDA es un establecimiento autorizado inscrito con el nuacutemero EX 013-C en el

Registro Oficial de Establecimientos de criacutea suministradores y usuarios de

animales para la experimentacioacuten y otros fines cientiacuteficos de la Comunidad de

Madrid seguacuten la Orden de 4 de agosto de 1989 (BOCM de 24 de agosto) En

este centro los cerdos se encuentran en instalaciones construidas

especiacuteficamente para ganado porcino similares a las de una granja

convencional que garantizan su bienestar El traslado del cerdo desde la

granja hasta las instalaciones de la Unidad de Medicina y Cirugiacutea Experimental

del Hospital General Universitario Gregorio Marantildeoacuten se realiza 24 horas antes

del procedimiento quiruacutergico en una jaula individualizada en la que permanece

hasta el momento de la intervencioacuten El animalario dispone de un ambiente

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

79

controlado con temperatura de 20-22degC y humedad relativa del 55

Toda manipulacioacuten de los animales se llevoacute a cabo seguacuten las normas

recogidas en la Directiva 201063UE y RD 532013 sobre proteccioacuten de los

animales utilizados para experimentacioacuten y otros fines cientiacuteficos Fue

concedida la aprobacioacuten del Comiteacute de Eacutetica de Experimentacioacuten animal y del

Comiteacute de Investigacioacuten del Hospital General Universitario Gregorio Marantildeoacuten

312- Quiroacutefano e instalaciones

El estudio se realizoacute en la Unidad de Medicina y Cirugiacutea Experimental

del Hospital General Universitario Gregorio Marantildeoacuten de Madrid con nuacutemero de

registro ES280790000087

Las experiencias fueron realizadas en el quiroacutefano (fig 6) Eacuteste incluye

dos mesas quiruacutergicas que permiten buena movilidad en todos los planos del

espacio cuatro laacutemparas quiruacutergicas de alta intensidad y equipo de

instrumental quiruacutergico estaacutendar asiacute como material de microcirugiacutea material

especiacutefico de cirugiacutea cardiaca y material anesteacutesico

El procesamiento de las muestras se realizoacute en el laboratorio de biologiacutea

molecular de la Unidad de Medicina y Cirugiacutea Experimental

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

80

Figura 6 Vista panoraacutemica del quiroacutefano de la Unidad de Cirugiacutea Experimental

del Hospital General Universitario Gregorio Marantildeoacuten (HGUGM)

313- Material anesteacutesico

3131- Faacutermacos anesteacutesicos

Los faacutermacos anesteacutesicos empleados en el estudio fueron

- Ketamina (Ketolarreg 50mgmL Parke-Davis Madrid Espantildea)

- Sulfato de Atropina (Atropinareg1mgmL Braun Medical Tarragona

Espantildea)

- Propofol (Diprivanreg 1 Astra Zeneca Madrid Espantildea)

- Sevoflurano (Sevoranereg Abbot Laboratories SA Espantildea)

- Fentanilo (Fentanestreg015 mg3 mL Kern Pharma Barcelona Espantildea)

- Besilato de atracurio (Tracriumreg25 mg25 mL GlaxoSmithKline Espantildea)

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

81

3132- Material fungible

- Abbocath nordm20G para canalizacioacuten de vena perifeacuterica en oreja izquierda

- Tubo endotraqueal Para la intubacioacuten orotraqueal se utilizoacute un tubo

estaacutendar del nordm 55 o del 6 dependiendo del peso del espeacutecimen

modelo Murphy con baloacuten

- Cateacuteteres vasculares colocados mediante la teacutecnica de Seldinger para

canalizar la arteria y vena femorales (9 y 75 F respectivamente)

- Cateacuteter de Swan-Ganz (S-G) o cateacuteter de arteria pulmonar (75 F Swan-

Ganz CCOmbo catheter Edwards Lifesciences Irvine California

Estados Unidos)

3133- Sistemas de monitorizacioacuten hemodinaacutemica y ventilatoria

Monitorizacioacuten Hemodinaacutemica

- Monitor con electrocardiograma continuo y presioacuten arterial invasiva

(Siemens SC 9000 Siemens Medical Systems MA Estados Unidos)

- Monitor de gasto cardiaco continuo y oximetriacutea (Vigilance Edwards Critical-

Care Division Irvine California Estados Unidos)

- Desfibrilador con palas externas e internas (HVE Miami Estados Unidos)

Monitorizacioacuten Ventilatoria

- Respirador Draumlger SA 1 (Draumlger Medical AG Luumlbeck Alemania) (fig 7)

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

82

- Capnoacutegrafo Ohmeda 5250 RGM con pulsioximetriacutea (General Electric

Health Care Estados Unidos) (fig 8)

- Analizador de gases en sangre (GEMregPremiere 3000 Virginia Estados

Unidos) (fig 9)

Figura 7 Respirador

Draumlger SA 1

Figura 8Capnoacutegrafo

Ohmeda

Figura 9Analizador de

gases en sangre

GEMregPremiere

314- Dispositivo de asistencia mecaacutenica circulatoria

El dispositivo de asistencia mecaacutenica circulatoria empleado en el estudio

fue la bomba Biomeacutedicus 540 (Medtronicreg Minneapolis Estados Unidos)

La bomba Biomeacutedicus es un dispositivo de flujo continuo de localizacioacuten

extracorpoacuterea siendo posible la asistencia univentricular o biventricular La

bomba Biomeacutedicus estaacute compuesta de una estructura acriacutelica riacutegida no moacutevil

con una entrada y salida dispuestas entre ellas en aacutengulo recto El mecanismo

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

83

moacutevil o impulsor estaacute compuesto de varios conos paralelos que son impulsados

magneacuteticamente mediante un motor externo dispuesto en la consola de control

Dicho motor impulsa el disco metaacutelico localizado en la base del dispositivo

mediante fuerzas magneacuteticas por lo que no existe una continuidad entre el

motor y el disco metaacutelico de la bomba (fig 10)

Figura 10Fotografiacutea y esquema de la bomba Biomeacutedicus Entrada del flujo (A)

Salida del flujo (B) Conos (rotor) (C) Disco metaacutelico impulsor (D)

Tras el purgado de la bomba y la conexioacuten con las caacutenulas de entrada y

salida eacutesta es acoplada al motor de la consola (fig 11)

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

84

(A) (B)

Figura 11 Motor de la consola una vez implantada la bomba Biomeacutedicus

Caacutenula entrada del flujo sanguiacuteneo desde el ventriacuteculo (izquierda) (A) Caacutenula

de salida del flujo sanguiacuteneo hacia la aorta (derecha) (B)

Consola de control

La consola empleada en el estudio fue la Consola Biomeacutedicus

(Medtronic Biomedicusreg Inc Eden Prairie Minn) de la bomba centrifuga

Biomeacutedicus (fig 12) Esta consola incluye el motor donde se adapta la bomba

centrifuga en su parte frontal El panel de mandos presenta una gran

simplicidad ya que este tipo de bomba modifica el flujo dependiendo de las

revoluciones del motor Tambieacuten dispone de un sistema de alarmas para evitar

una elevada presioacuten negativa en el circuito asiacute como un sistema de parada si

se detecta aire en interior del circuito lo cual conllevariacutea un elevado riesgo de

embolismos aeacutereos

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

85

Figura 12 Consola Biomeacutedicus dos consolas independientes entre siacute

controlan los flujos y las revoluciones por minuto de la bomba

Caacutenulas

La caacutenula arterial empleada en el estudio fabricada por nuestro grupo

de investigacioacuten estaacute compuesta por una proacutetesis de PTFE (Goretexreg) de 10

mm de diaacutemetro unida a un conector de policarbonato Jostra 38-12 (MAQUET

GmbH ampCo KG) Para el drenaje del ventriacuteculo izquierdo se utilizoacute una caacutenula

Medtronic ultraflex de 23 F (Medtronic Inc Minneapolis Estados Unidos) Esta

caacutenula estaacute disentildeada originalmente para el drenaje venoso de la auriacutecula

derecha durante la circulacioacuten extracorpoacuterea Estaacute perforada en una sola etapa

con pared fina anillada resistente al acodamiento La punta es multiperforada

y ofrece un buen perfil de succioacuten si se posiciona adecuadamente (para ello se

realizoacute una marca para calcular la profundidad de colocacioacuten de la misma)

Para su conexioacuten a la asistencia se utilizoacute un conector de policarbonato Jostra

38-12 (Maquet GmbH amp Co KG)

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

86

Sistema de registro

- Transductores de presioacuten (Edwards Lifesciences Irving California

Estados Unidos) para monitorizar la presioacuten en la caacutenula de entrada y en

la de salida del dispositivo

- Medidores ultrasoacutenicos del flujo sanguiacuteneo desarrollados en el

Laboratorio de Circulacioacuten Artificial de la Unidad de Cirugiacutea Experimental

del Hospital General universitario Gregorio Marantildeoacuten Basados en placas

electroacutenicas DIGIFLOW EXT1 (EMTECreg Alemania) que se montan en

soportes metaacutelicos y se les antildeaden interfases con la electroacutenica

apropiada para visualizar la medida de flujo Las placas estaacuten provistas

de una salida analoacutegica que es la que utiliza el sistema de registro para

monitorizar el flujo instantaacuteneo Colocamos un sensor de flujo en la

caacutenula de salida del dispositivo de modo que pudimos monitorizar y

registrar de forma continua el flujo de la AMC

- Ordenador portaacutetil convencional (Para el control del dispositivo de

asistencia) conectado a un registrador que integra las sentildeales de

entrada y las incorpora al software (presiones flujos) El software de

registro y control de la asistencia fue disentildeado en el Laboratorio de

Circulacioacuten Artificial de la Unidad de Cirugiacutea Experimental del HGUGM

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

87

315- Marcadores del flujo de los oacuterganos

En nuestro estudio se utilizaron microesferas coloreadas para determinar

la distribucioacuten del flujo de los oacuterganos (Dye-Trak Triton Technology Inc San

Diego California Estados Unidos) Las microesferas tienen un diaacutemetro de 12

micras inyectaacutendose 15 millones de microesferas en cada momento del

estudio

3151-REACTIVOS

- Alcohol Etiacutelico (ETOH) (Sigma-Aldrich 27074-1)

- Tween 80 (Sigma-Aldrich 27436-4)

- Triton X-100 (Sigma-Aldrich 27074-1)

- Hidroacutexido Potaacutesico pellets (FW 5611) (Sigma-Aldrich 22147-3)

- Aacutecido Clorhiacutedrico 37 (Sigma-Aldrich 25814-8)

- Azida soacutedica (FW 6501) (Sigma-Aldrich 19993-1)

- Dimetil Formamida (DMF) (Sigma-Aldrich 15481-4)

- Etanol Acidificado (1l Etanol + 2 ml Aacutecido Clorhiacutedrico)

3152- SOLUCIONES

1 Solucioacuten para la digestioacuten alcalina (1M SDA)

1- Poner 2000 ml de agua destilada en un vaso de precipitado de 2 L

2- Colocarlo sobre un agitador magneacutetico con calefactor (a unos 50ordmC)

3- Poner en el vaso un imaacuten de agitacioacuten y comenzar a agitar a alta

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

88

velocidad

4- Antildeadir 11222 gramos de pellets de hidroacutexido potaacutesico al agua y agitar

hasta que la solucioacuten esteacute clara

5- Desconectar el calefactor y continuar agitando hasta que se alcance

la temperatura ambiente

6- Guardar la solucioacuten en botellas de plaacutestico

2 Solucioacuten acidificada de etanol

1- En un vaso de precipitado poner 1 litro de Etanol

2- Antildeadir 2 mL de Aacutecido Clorhiacutedrico (HCL al 37) y agitar

3- Guardar en botella de plaacutestico

4- Solucioacuten de HCL al 37 en Etanol al 02 volumenvolumen

3 Solucioacuten Tritonreg X-100 al 10

1- Poner 1800 mL de agua destilada en un vaso de precipitado de 2 L

2- Colocarlo en un agitador magneacutetico con calefactor ajustado a unos

50ordmC

3- Colocar un imaacuten agitador y agitar a alta velocidad

4- Antildeadir 020 gramos de Azida Soacutedica al agua destilada

5- Antildeadir 200 mL de Tritonreg X-100 y agitar hasta que la solucioacuten esteacute

clara

6- Desconectar el calefactor y dejar enfriar agitando hasta que la

solucioacuten alcance la temperatura ambiente

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

89

7- Guardar en botella de plaacutestico

4 Solucioacuten Tweenreg 80 al 10

En un tubo de polipropileno de 15 ml antildeadir 45 ml de agua destilada y

05 ml de Tweenreg 80 Poner en un agitador rotatorio durante 15 minutos

5 Solucioacuten Tweenreg 80 al 005 Solucioacuten Salina (solucioacuten transportadora de

microesferas STM)

Mezcla de 995 mL de suero salino con 05 mL de la Solucioacuten Tweenreg

80 al 10 Esta solucioacuten se utiliza para disolver las microesferas antes de

inyectarlas

3153- MATERIAL

- 50 mL de STM

- 4 tubos de polipropileno de 15 mL

- Jeringas de 2 5 y 10 mL (BD Plastipakreg Becton Dickinson SA

Madrid Espantildea)

- Agujas intravenosas 21 G de 082 mm x 254 mm (Monojet Magellanreg

Tyco Healthcare Group LP Estados Unidos)

- Espectrofotoacutemetro (Jenwayreg 6305 Reino Unido)

- Centriacutefuga refrigerada (Heraeusreg Espantildea)

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

90

3154- PREPARACIOacuteN DE LOS TUBOS DE MICROESFERAS (ME)

1 Marcar los tubos con los colores de las ME que van a llevar

2 Antildeadir a cada tubo 5 mL de STM

3 Antildeadir 15 mL de microesferas amarillas al tubo de amarillas

4 Antildeadir 15 mL de microesferas naranjas al tubo de naranjas

5 Antildeadir 15 mL de microesferas violetas al tubo de violetas

6 Enrasar todos los tubos a 10 mL con STM

7 Tapar los tubos y agitar

8 Dejar en nevera hasta su utilizacioacuten

316- Marcadores de respuesta inflamatoria

1 Cuantificacioacuten de HSPA1A (Hsp72Hsp70) 180

- Kit de ELISA EKS-715 (Assay-Designs-Stressgen Ann Arbor Michigan

USA)

2 Factor Necrosis Tumoral-alfa (TNF-α)

- Teacutecnica de ELISA comercial final (Quantikinereg Porcine TNF-α RampD

Systems Abingdon UK)

3 Complemento 3 (C3)

- Teacutecnica de ELISA saacutendwich comercial utilizando el Porcine Complement

3 (C3) ELISA Kit (Cat Nordm CSB-E06920p Cusabio Wuhan Hubei

Province 430223 PR China)

317- Marcador de estreacutes oxidativo Oxido Niacutetrico (NO)

- Kit Nitric Oxide ColorimetriC Assay Kit (Oxford Biomedical Research

Oxford MI 48371 USA)

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

91

32 Meacutetodo

321- Tipo de estudio

Estudio experimental comparativo randomizado (Microsoft Excel 2003)

de dos grupos seguacuten el hipnoacutetico utilizado en el mantenimiento anesteacutesico de la

experiencia

- PROPOFOL (Grupo PROP n=5)

- SEVOFLURANO (Grupo SEVO n=5)

322- Meacutetodo anesteacutesico

Inicialmente se premedicoacute al animal con ketamina (20 mgKg)

intramuscular (im) y atropina (004 mgKg) im Posteriormente se procedioacute a la

realizacioacuten de la anestesia general aplicando el siguiente protocolo

1- Monitorizacioacuten electrocardiograacutefica continua para la obtencioacuten de la

variable - FC frecuencia cardiaca

2- Colocacioacuten del pulsioxiacutemetro en la oreja del animal para la obtencioacuten

de la saturacioacuten arterial de oxiacutegeno

3- Canalizacioacuten de la vena marginal de la oreja

4- Induccioacuten anesteacutesica con propofol 4mgKg intravenoso (iv) y fentanilo

25 microgKg iv

5- Intubacioacuten orotraqueal y conexioacuten al respirador en modo ventilacioacuten

mecaacutenica controlada por volumen con fraccioacuten inspirada de oxiacutegeno

de 1 y volumen corriente de 6-12 mLKg para mantener normocapnia

6- Mantenimiento anesteacutesico con propofol 11-12 mgkgh (grupo

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

92

PROPOFOL) o con sevoflurano entorno 1 CAM (2) (grupo

SEVOFLURANO) junto con fentanilo 25 microgKg30 min y besilato de

atracurio 03 mgKg30 min

7- Canalizacioacuten de la arteria femoral derecha mediante teacutecnica de

Seldinger para el estudio de la variable

- PAm presioacuten arterial media sisteacutemica

8- Canalizacioacuten de la yugular interna derecha mediante teacutecnica de

Seldinger y colocacioacuten del cateacuteter de arteria pulmonar para la

obtencioacuten de las variables hemodinaacutemicas

- PAPm presioacuten arterial pulmonar media

- PVC presioacuten venosa central

- PCP presioacuten capilar pulmonar

- GC gasto cardiaco continuo

- Ic iacutendice cardiaco

- SvO2 saturacioacuten venosa mixta

- RVS resistencia vascular sisteacutemica

- IRVS iacutendice de resistencia vascular sisteacutemica

- RVP resistencia vascular pulmonar

- IRVP iacutendice de resistencia vascular pulmonar

- VS volumen sistoacutelico

- IVS iacutendice volumen sistoacutelico

- ITSVI iacutendice de trabajo del ventriacuteculo izquierdo

- ITSVD iacutendice de trabajo del ventriacuteculo derecho

- Ta temperatura

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

93

9Mediante gasometriacuteas arteriales hemos obtenido los paraacutemetros

- PaO2 presioacuten arterial de oxiacutegeno

- PaCO2 presioacuten arterial de dioacutexido de carbono

- HCO3- bicarbonato

- pH

10Hemograma para el estudio de los paraacutemetros hematoloacutegicos

- Hb hemoglobina

- Hcto hematocrito

- Plaquetas

- Hematiacutees

El estudio de las variables hemodinaacutemicas de gasometriacutea arterial y

hematoloacutegicas se realizaron en 3 momentos del estudio

- Antes del clampaje aoacutertico (Basal)

- Antes de iniciar la asistencia ventricular (AAs)

- Transcurridos 30 minutos de la asistencia parcial (AP 30rsquo)

323 Meacutetodo quiruacutergico

En todas las experiencias se aplicoacute el siguiente protocolo quiruacutergico

1 Realizacioacuten de esternotomiacutea media (con sierra portaacutetil Stryker) con

diseccioacuten por planos hasta el esternoacuten realizaacutendose hemostasia del muacutesculo y

del plano celular subcutaacuteneo con electrocauterio (Valleylab)

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

94

2 Una vez expuesto el mediastino anterior se colocoacute un separador (de

Finocchieto) y se realizoacute reseccioacuten del timo En este punto de la intervencioacuten

las dos venas mamarias internas se disecaron y ligaron para evitar

laceraciones accidentales y peacuterdida de sangre permitiendo una mayor

separacioacuten de las tablas esternales sin riesgo de lesioacuten de la vena innominada

Posteriormente se realizoacute la apertura del pericardio en T invertida colocando

puntos firmes de traccioacuten consiguiendo una adecuada exposicioacuten del corazoacuten

3 Colocacioacuten de un Abbocath 14G en la orejuela izquierda para

administrar la solucioacuten de las microesferas de colores viacutea idoacutenea para una

adecuada homogenizacioacuten y distribucioacuten posterior por los tejidos 202

4 Separacioacuten de la arteria pulmonar y aorta para realizar posteriormente

un clampaje lateral de la aorta (fig 13)

Figura 13 Separacioacuten aorta y arteria pulmonar

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

95

5 Administracioacuten de heparina soacutedica iv al animal (4 mgKg)

6 Cinco minutos despueacutes de la administracioacuten de la heparina se realizoacute

el clampaje lateral de la aorta toraacutecica ascendente (clampaje parcial clamp de

Derra) (fig 14A) Posteriormente se realizoacute una aortotomiacutea longitudinal de 15

cm y la anastomosis de la caacutenula eferente a la aorta (mediante sutura de

polipropileno de 50 Prolene) (fig 14B)

7 Tras completar la anastomosis se colocoacute un ldquoclamprdquo de tubos en la

caacutenula y se procedioacute al desclampaje lateral aoacutertico

8 Se implantoacute la caacutenula aferente o del aacutepex ventricular izquierdo Para

ello se realizaron dos suturas circulares o en ldquobolsa de tabacordquo en la punta del

ventriacuteculo izquierdo (usando una sutura de polipropileno de 30 Prolene) para

posteriormente pasar cada una por sendos torniquetes desechables Despueacutes

se realizoacute una incisioacuten en cruz en el centro de ambas bolsas (bisturiacute nordm 14) y se

dilatoacute con una pinza de Crile Finalmente se insertoacute la caacutenula aferente por este

orificio mediante movimientos rotacionales Se anudaron 2 ligaduras uniendo

los torniquetes y la caacutenula (fig 14C)

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

96

Figura 14 Clampaje lateral de la aorta toraacutecica ascendente (A) Exposicioacuten

aacutepex ventriacuteculo y colocacioacuten suturas circulares (B) Caacutenula de drenaje

ventriacuteculo izquierdo (aferente) y Caacutenula aoacutertica (eferente) (C)

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

97

324 Meacutetodo del estudio del flujo de los oacuterganos

En este estudio se utilizaron microesferas de colores para medir el flujo

sanguiacuteneo en los distintos tejidos meacutetodo ya descrito en la literatura 199 200 203 y

utilizado por nuestro grupo de investigacioacuten en estudios previos 198 El principio

baacutesico de las teacutecnicas de depoacutesito para la medida de flujos regionales consiste

en que el depoacutesito es proporcional al flujo (por unidad de volumen o masa de

tejido) es decir que la fraccioacuten de gasto cardiacuteaco que irriga una regioacuten en

particular estaacute definida por el depoacutesito fraccionado del marcador depositado en

dicha zona 200 La idea es que los marcadores depositados dan una medida por

unidad de volumen de tejido a nivel de los capilares En principio es mejor

medir el flujo por unidad de tejido extravascular puesto que la fraccioacuten de

sangre de un oacutergano no es la fraccioacuten metabolizante del oacutergano La medida

estaacutendar es ldquoflujo por gramo de tejido totalrdquo 200 Y es asiacute como el uso de

diferentes microesferas coloreadas en diferentes momentos nos permite

comparar el flujo en diferentes momentos analizando el nuacutemero de

microesferas coloreadas depositadas en cada oacutergano

VIacuteA DE ADMINISTRACIOacuteN

La inyeccioacuten de microesferas de colores se realizoacute a traveacutes de la

auriacutecula izquierda del animal

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

98

MOMENTOS ADMINISTRACIOacuteN MICROESFERAS

Las microesferas se administraron en 3 momentos del estudio

bull Antes del clampaje aoacutertico (Basal) microesferas BLANCAS

bull Momento Basal (una vez colocada la asistencia antes de su

puesta en marcha) (AAs) microesferas AMARILLAS

bull Asistencia Parcial (despueacutes de 30 minutos de asistencia parcial)

(AP 30) microesferas VIOLETAS

OacuteRGANO A ESTUDIAR

Se estudiaron los siguientes oacuterganos cerebro (loacutebulo frontal derecho e

izquierdo) corazoacuten (ventriacuteculos derecho e izquierdo) rintildeoacuten (polo inferior de

ambos rintildeones) pulmoacuten (loacutebulo medio del pulmoacuten derecho) hiacutegado (loacutebulo

izquierdo) e intestino delgado (iacuteleon terminal)

PROCESAMIENTO DE LAS MUESTRAS DE TEJIDO

Una vez obtenidas las muestras de los oacuterganos se aplicoacute el siguiente

protocolo

Obtencioacuten y almacenamiento

Obtener una muestra de tejido de unos 3 gramos (de cada oacutergano a

estudiar) y colocarla en un tubo de polipropileno de 15 mL Las muestras

pueden permanecer en nevera (0-40ordmC) durante 2-3 diacuteas o pueden permanecer

a temperatura ambiente durante cortos periodos de tiempo

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

99

Procedimiento de control

Antildeadir 10000 microesferas azules de control (100 microL) de una solucioacuten

control de microesferas azules agitadas constantemente a cada tubo

Protocolo Digestioacuten Alcalina

1 Se antildeaden 6 mL de SDA a los tubos de 15 mL Posteriormente se

colocan los tubos en una estufa a 50ordmC durante toda la noche Por la mantildeana

se abren los tubos para dejar escapar el gas acumulado y despueacutes se agitan

en voacutertice durante 15-30 segundos La mezcla de tejido deberaacute estar

completamente homogeneizada y los tubos se colocaraacuten de nuevo en la estufa

durante 1 hora maacutes

2 Despueacutes de la hora adicional repetir la agitacioacuten con voacutertice

Inspeccionar los tubos y si aparecen partiacuteculas de tejido sin digerir repetir el

procedimiento con la estufa a 60 ordmC hasta la digestioacuten total

3 Cuando haya finalizado el proceso de digestioacuten retirar los tubos de la

estufa y rellenarlos con agua destilada a 50 ordmC hasta la marca superior del

tubo Tapar los tubos y mezclarlos bien con agitacioacuten manual e inversioacuten

4 Centrifugar los tubos 15 minutos a 1500 g (2500 rpm) y aspirar el

sobrenadante verde-marroacuten de cada tubo sin aspirar el pellet

5 Resuspender el pellet con 10 Tritoacuten X-100 Usar 12 mL en los tubos

de 15 mL Los pasos siguientes requeriraacuten sonicacioacuten o agitacioacuten con voacutertice

para ayudar al proceso de digestioacuten Como se procesa cerebro se sustituye el

Tritoacuten al 10 por Tritoacuten al 15 y se repiten los pasos 5 y 6 dos veces

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

100

6 Centrifugar otra vez los tubos 5 minutos a 1500 g y aspirar el

sobrenadante de cada tubo sin aspirar el pellet

7 Resuspender el pellet con Etanol acidificado Usar 12 mL en los tubos

de 15 mL Mezclar con el voacutertice o el sonicador para deshacer el pellet Limpiar

el sonicador con alcohol despueacutes de cada utilizacioacuten

8 Centrifugar los tubos 5 minutos a 1500 g y aspirar el sobrenadante de

cada tubo sin aspirar el pellet

9 Resuspender el pellet con alcohol etiacutelico Usar 12 mL en los tubos de

15 mL Mezclar con el voacutertice o el sonicador para deshacer el pellet Limpiar el

sonicador con alcohol despueacutes de cada utilizacioacuten

10 Centrifugar otra vez los tubos 5 minutos a 1500 g y aspirar el

sobrenadante de cada tubo sin aspirar el pellet

Recuperacioacuten de las microesferas y anaacutelisis del colorante

Antes de realizar el anaacutelisis de los colorantes de microesferas se realizoacute

la calibracioacuten de la liacutenea base del espectrofotoacutemetro Esta calibracioacuten se realizoacute

con un ldquoscanrdquo con solo disolvente en la cubeta El ldquoscanrdquo se realizoacute sobre las

longitudes de onda de 350 a 700 nm

Protocolo de Recuperacioacuten de microesferas y colorante por evaporacioacuten

1 Dejar evaporar el pellet y la pequentildea cantidad de Alcohol Etiacutelico a

temperatura ambiente durante la noche La evaporacioacuten se puede acelerar con

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

101

una estufa a 50ordmC pero si se superan los 50ordmC el tubo de plaacutestico puede

absorber algo del colorante

2 Antildeadir 250 microL del disolvente (DMF) a las microesferas secas en cada

tubo y agitar con voacutertice

3 Dejar reposar los tubos durante 15 minutos como miacutenimo para permitir

que el disolvente extraiga el colorante de todas las microesferas Agitar los

tubos con voacutertice otra vez y centrifugarlos a 1500 g durante 5 minutos para

formar un pellet con las microesferas vaciacuteas y cualquier resto remanente

Aspirar el sobrenadante con una pipeta Pasteur cuidadosamente para no

aspirar nada del pellet del fondo

4 Colocar el sobrenadante en la cubeta del espectrofotoacutemetro para

medir la absorbancia

- Blanco 370 nm

- Amarillo 448 nm

- Violeta 594 nm

- Azul 670 nm

CAacuteLCULO DEL NUacuteMERO DE MICROESFERAS

El caacutelculo del nuacutemero de microesferas se basa en la absorbancia de una

solucioacuten control de 5000 microesferas (ME) para cada color utilizado

1- El nuacutemero absoluto de microesferas de una muestra se obtiene

dividiendo su absorbancia (Abs) por la absorbancia de 5000

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

102

microesferas del mismo color multiplicado por 5000

Nordm ME (muestra) = [Abs (muestra) Abs (5000 ME)] x 5000

2- Una vez calculado ese nuacutemero hay que corregirlo por el nuacutemero de

microesferas azules de control A cada tubo con la muestra de tejido se

le antildeaden 10000 microesferas azules de control para estimar las

microesferas que se pueden perder durante el procesado de las

muestras

Nordm ME (corregidas por azules) = [Nordm ME (muestra) Nordm ME (azules)] x 105

3- La siguiente correccioacuten la efectuamos por el nuacutemero de microesferas

que se inyectan al animal Se han inyectado 15 millones de

microesferas en cada inyeccioacuten

Nordm ME (por milloacuten) = Nordm ME (corregidas por azules)

millones de ME inyectadas

4- Por uacuteltimo debemos corregir el nuacutemero de microesferas por gramo

(g) de tejido analizado

Nordm ME (por milloacuten y g) = Nordm ME (por milloacuten) peso (g) de la muestra de tejido

Se obtiene al final el nuacutemero de microesferas por milloacuten y gramo de

tejido Para el estudio de los flujos tisulares se han calculado los porcentajes de

variacioacuten de las microesferas antes de asistencia respecto al momento basal

(antes de clampaje aoacutertico) y a los 30 minutos de asistencia parcial respecto al

momento antes de iniciar la asistencia 198

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

103

325- Meacutetodo del estudio de marcadores de dantildeo tisular

La muestra de sangre se obtiene de la arteria femoral derecha del

animal Esta es trasladada al laboratorio central del HGUGM donde se analizan

las siguientes determinaciones bioquiacutemicas

- ALT alanina aminotransferasa

- AST aspartato aminotransferasa

- GGT gamma-glutamil-transpeptidasa

- Bilirrubina

- FA fosfatasa alcalina

- LDH lactato deshidrogenasa

- Creatinina

- Urea

- Aacutecido Laacutectico

Las determinaciones bioquiacutemicas anteriormente descritas se realizaron

en 3 momentos del estudio

- Antes del clampaje aoacutertico (Basal)

- Antes de iniciar la asistencia ventricular (AAs)

- Transcurridos 30 minutos de la asistencia parcial (AP 30rsquo)

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

104

326- Meacutetodo del estudio de la respuesta inflamatoria

La sangre se obtiene de la arteria femoral derecha del animal en un

volumen aproximado de 10 mL por muestra que se recogen en dos tubos con

aacutecido etilendiaminotetraaceacutetico (EDTA) como anticoagulante

Se centrifugan a 3600 rpm durante 15 min a 4ordmC y el sobrenadante se

aliacutecuota en tubos eppendorf de 15 mL Se conservan a -80ordmC hasta su

procesamiento

1 Cuantificacioacuten de HSPA1A (Hsp72Hsp70)

Se cuantificoacute HSPA1A en muestras de plasma diluidas 15 mediante el

kit de ELISA EKS-715 siguiendo las instrucciones del fabricante El test EKS-

715 reconoce la HSPA1A recombinante y la forma nativa en plasma y suero y

no tiene reactividad cruzada con HSPA8 (Hsp70 constitutiva)

Se prepara una curva de calibracioacuten con 6 puntos partiendo de un

estaacutendar de [Hsp70] = 10 microgmL obteniendo un intervalo de 125 -020 ngmL

asiacute como un blanco de reaccioacuten Se pipetean por duplicado 100 microl de los

estaacutendares y las muestras de plasma (diluidas 15) La Hsp70 circulante se une

al anticuerpo monoclonal formando un complejo que queda fijado a la

microplaca La adicioacuten de anticuerpos policlonales de conejo especiacuteficos contra

estas proteiacutenas y un sustrato de tetrametilbenzidina genera un color azul de

intensidad proporcional a la cantidad de Hsp70 de cada muestra La reaccioacuten

se para antildeadiendo 2HSO4 2N La intensidad de color producido se lee a una

longitud de onda de 450 nm (referencia 540-570 nm) La concentracioacuten de

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

105

Hsp70 de las muestras expresada en ngmL se obtiene por interpolacioacuten en la

curva estaacutendar bilogariacutetmica de las absorbancias obtenidas en las muestras

desconocidas Los coeficientes de variacioacuten intra- e inter-ensayos fueron

lt10 La linealidad fue de 034-625 ngmL y la sensibilidad de 030 ngmL

2 Factor de Necrosis Tumoral alfa

EL TNF-α se cuantifica por duplicado en muestras de plasma no diluidas

mediante teacutecnica de ELISA comercial final de acuerdo con las instrucciones

del fabricante La concentracioacuten de TNFα se obtiene por interpolacioacuten sobre

curva patroacuten de regresioacuten lineal y rango de 375 pgmL-117 pgmL

La miacutenima dosis detectable de TNF-α porcino es de 28-50 pgmL con

una sensibilidad media de 37 pgmL No se ha detectado reactividad cruzada o

interferencias con otras interleuquinas porcinas

3 Complemento 3

El C3 se cuantifica en muestras de plasma porcino sin diluir mediante

teacutecnica de ELISA saacutendwich comercial utilizando el Porcine Complement 3 (C3)

ELISA Kit Para aumentar la sensibilidad del kit las muestras se incubaron en

la placa durante 20h a 4ordmC y posteriormente se siguieron las instrucciones del

fabricante La curva patroacuten se elaboroacute a partir de estaacutendares de 300 pgmL-94

pgmL

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

106

Las determinaciones de los biomarcadores de respuesta inflamatoria

anteriormente descritos se realizaron en 3 momentos del estudio

- Antes del clampaje aoacutertico (Basal)

- Antes de iniciar la asistencia ventricular (AAs)

- Transcurridos 30 minutos de la asistencia parcial (AP 30rsquo)

327- Meacutetodo del estudio del estreacutes oxidativo medicioacuten del NO

El plasma de los cerdos se diluyoacute 125 tras optimizar el desarrollo del kit

con el que se cuantificoacute Nitric Oxide ColorimetriC Assay Kit

A partir de una solucioacuten stock de 500 microM de NO y por diluciones seriadas

se elabora una curva patroacuten de entre 50 y 05 microM

El kit permite cuantificar con exactitud hasta 1pmolmicroL asymp1 microM de NO

La absorbancia final de las muestras se lee en un espectrofotoacutemetro

dotado con un filtro para una λ= 540 nm

La determinacioacuten de oacutexido niacutetrico se realizoacute en 3 momentos del estudio

- Antes del clampaje aoacutertico (Basal)

- Antes de iniciar la asistencia ventricular (AAs)

- Transcurridos 30 minutos de la asistencia parcial (AP 30rsquo)

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

107

328- Desarrollo de las experiencias

Los animales fueron asignados a uno de los 2 grupos de estudio (grupo

PROP y grupo SEVO) Una vez anestesiado el animal y colocado el dispositivo

de AMC se comenzoacute la experiencia propiamente dicha

El cateacuteter de arteria pulmonar nos permitioacute medir el gasto cardiaco

(previo al funcionamiento de la AMC) valor que nos sirvioacute como referencia del

gasto cardiaco basal que utilizamos para estimar el flujo en asistencia parcial

Para entrar en asistencia parcial ajustamos el flujo de la asistencia para

conseguir el 50 del gasto cardiaco basal El dispositivo de AMC permanecioacute

en fase de asistencia parcial durante 30 minutos Estos ajustes fueron

controlados principalmente por el sensor de flujo colocado en la caacutenula eferente

del dispositivo de AMC

Mediciones

Para estudiar el flujo de los oacuterganos se administraron microesferas de

colores en 3 momentos de la experiencia

- Antes del clampaje aoacutertico (Basal)

- Antes de iniciar la asistencia ventricular (AAs)

- Transcurridos 30 minutos de la asistencia parcial (AP 30rsquo)

13 Material13 y13 Meacutetodo13

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108

Se realizaron en los 3 momentos del estudio anteriormente descritos

1 Estudios hemodinaacutemicos

2 Gasometriacuteas arteriales

3 Determinaciones hematoloacutegicas

4 Determinaciones de marcadores de dantildeo tisular

5 Determinaciones de biomarcadores de respuesta inflamatoria

6 Determinaciones de oacutexido niacutetrico

Finalizado el estudio el animal fue sacrificado con cloruro potaacutesico y se

obtuvieron biopsias del cerebro (loacutebulo frontal derecho e izquierdo) ventriacuteculo

izquierdo (endocardio y epicardio) ventriacuteculo derecho hiacutegado (loacutebulo

izquierdo) pulmoacuten (loacutebulo medio del pulmoacuten derecho) rintildeoacuten (polo inferior de

ambos rintildeones) e intestino delgado (iacuteleon terminal) para la realizacioacuten del

estudio del flujo sanguiacuteneo tisular

329- Meacutetodo estadiacutestico

Como se ha indicado en apartados anteriores la hipoacutetesis del estudio se

centra en la demostracioacuten objetiva de la superioridad de un protocolo

anesteacutesico (sevoflurano) en el flujo de los oacuterganos en los dispositivos de AMC

Por lo tanto el objetivo principal del estudio desde un punto de vista numeacuterico

se centra en la demostracioacuten de un aumento significativo en el valor medio de

los paraacutemetros que nos informan sobre la existencia de dicha superioridad

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

109

(medicioacuten del flujo de los oacuterganos mediante la teacutecnica de microesferas de

colores)

Tamantildeo muestral

Teniendo en cuenta la variable principal de estudio flujo de los oacuterganos

hemos calculado el tamantildeo muestral con el programa GRANMO

El tamantildeo muestral se ha prefijado en funcioacuten de otros estudios similares

59 Con 5 cerdos en cada grupo se obtiene una potencia del 90 para detectar

diferencias entre las medias de PROPOFOL y SEVOFLURANO de 50 o

maacutes Se asume un riesgo alfa del 5 y una desviacioacuten tiacutepica de 25

Este tamantildeo muestral ha permitido detectar como estadiacutesticamente

significativas la mayoriacutea de las comparaciones realizadas entre los 2 grupos en

el flujo de los diferentes oacuterganos

Estadiacutestica descriptiva

Para las variables cuantitativas continuas se calculoacute la media como

medida de tendencia central y el error estaacutendar de la media (SEM) como

medida de dispersioacuten

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

110

Estadiacutestica Inferencial

En el caso de las variables continuas en primer lugar se analizoacute si la

variable seguiacutea una distribucioacuten normal (Kolmogorov-Smirnov) En caso de

asumir normalidad se aplicoacute la t de Student para muestras independientes

Significacioacuten estadiacutestica P lt 005

Todos los datos obtenidos fueron introducidos y analizados con el

paquete estadiacutestico SPSS 200 para Windows (IBM Corp Armonk New York

USA) y S-PLUS 61

111

4- RESULTADOS

Resultados 13 13

112

Distribucioacuten de la edad peso y talla en los dos grupos experimentales

Los dos grupos de estudio el grupo sevoflurano y el grupo propofol no

mostraron diferencias significativas en la edad peso y talla de los animales

(Tabla 1)

Tabla 1 Distribucioacuten de la edad peso y talla en los dos grupos

experimentales grupo Propofol y grupo Sevoflurano

PROPOFOL (n = 5)

SEVOFLURANO (n = 5)

p

Edad (diacuteas) 126 plusmn 10 143 plusmn 7

028

Peso (Kg) 25 plusmn 3 34 plusmn 1

0052

Talla (cm) 87 plusmn 1 97 plusmn 2

007

Los valores se expresan en media plusmn SEM (error estaacutendar de la media) n = nuacutemero de cerdos

Resultados 13 13

113

41 Efecto de los anesteacutesicos sobre las variables hemodinaacutemicas

Para estudiar el comportamiento hemodinaacutemico en los dos grupos

propofol y sevoflurano se han obtenido las mediciones realizadas con el

electrocardiograma el cateacuteter de presioacuten arterial invasiva (insertado en la

arteria femoral) y el cateacuteter de arteria pulmonar (cateacuteter de Swan-Ganz)

Se han comparado las mediciones realizadas en los dos grupos en los 3

tiempos estudiados antes de realizar el clampaje (Basal) antes de iniciar la

asistencia (AAs) y tras 30 minutos de asistencia parcial (AP 30acute)

No se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas entre

los dos grupos en ninguno de los 3 tiempos estudiados en la frecuencia

cardiaca en la presioacuten arterial sisteacutemica (sistoacutelica diastoacutelica y media) en la

presioacuten de la arteria pulmonar (sistoacutelica diastoacutelica y media) en la presioacuten

venosa central ni en la presioacuten capilar pulmonar (tabla 2)

Resultados 13 13

114

Tabla 2 Variables Hemodinaacutemicas I mediciones antes del clampaje

(Basal) antes de la asistencia (AAs) y tras 30 minutos de asistencia

parcial (AP 30acute) en el grupo Propofol y en el grupo Sevoflurano

PROPOFOL (n = 5)

SEVOFLURANO (n = 5)

p

FC (latidosmin) Basal AAs AP 30ʹprime

107 plusmn 4 95 plusmn 4 101 plusmn 6

96 plusmn 9 89 plusmn 9 101 plusmn 6

0289 0546 0964

PAS (mmHg) Basal AAs AP 30ʹprime

109 plusmn 5 100 plusmn 3 85 plusmn 11

97 plusmn 6 105 plusmn 6 103 plusmn 8

0203 0632 0227

PAD (mmHg) Basal AAs AP 30ʹprime

63 plusmn 4 52 plusmn 3 53 plusmn 6

56 plusmn 7 50 plusmn 4 59 plusmn 6

0435 0677 0530

PAm (mmHg) Basal AAs AP 30ʹprime

80 plusmn 5 70 plusmn 3 65 plusmn 8

70 plusmn 7 65 plusmn 5 74 plusmn 7

0260 0384 0404

PAPS (mmHg) Basal AAs AP 30ʹprime

24 plusmn 2

29 plusmn 3 34 plusmn 2

30 plusmn 2

31 plusmn 2 40 plusmn 3

0066

0632 0081

PAPD (mmHg) Basal AAs AP 30ʹprime

17 plusmn 2 18 plusmn 1 20 plusmn 2

20 plusmn 1 18 plusmn 1 26 plusmn 3

0105 0543 0145

PAPm (mmHg) Basal AAs AP 30ʹprime

19 plusmn 2 23 plusmn 2 27 plusmn 1

24 plusmn 1 25 plusmn 2 33 plusmn 3

0064 0506 0083

PVC (mmHg) Basal AAs AP 30ʹprime

13 plusmn 2 15 plusmn 1 14 plusmn 3

17 plusmn 1 15 plusmn 1 16 plusmn 2

0189 0856 0584

PCP (mmHg) Basal AAs AP 30ʹprime

16 plusmn 1 18 plusmn 1

15 plusmn 05

20 plusmn 1 18 plusmn 1 19 plusmn 1

0056 0471 0052

FC frecuencia cardiaca PAS presioacuten arterial sistoacutelica PAD presioacuten arterial diastoacutelica PAm presioacuten arterial media PAPS presioacuten arterial pulmonar sistoacutelica PAPD presioacuten arterial pulmonar diastoacutelica PAPm presioacuten arterial pulmonar media PVC presioacuten venosa central PCP presioacuten capilar pulmonar Los valores se expresan como media plusmn SEM n = nuacutemero de cerdos

Resultados 13 13

115

La saturacioacuten venosa mixta el gasto cardiaco el iacutendice cardiaco el

volumen sistoacutelico y el iacutendice de volumen sistoacutelico fueron similares en ambos

grupos (propofol y sevoflurano) en los 3 momentos de estudio (Tabla 3)

Tampoco se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas en el

flujo administrado por la asistencia (propofol vs sevoflurano 095plusmn009 vs

1plusmn009 p=0639)

Tabla 3 Variables Hemodinaacutemicas II mediciones antes del clampaje

(Basal) antes de la asistencia (AAs) y tras 30 minutos de asistencia

parcial (AP 30acute) en el grupo Propofol y en el grupo Sevoflurano

PROPOFOL (n = 5)

SEVOFLURANO (n = 5)

p

SvO2 () Basal AAs AP 30ʹprime

82 plusmn 4 77 plusmn 4

82 plusmn 1

81 plusmn 3 82 plusmn 3 89 plusmn 3

0837 0429 0150

GC (lmin) Basal AAs AP 30ʹprime

26 plusmn 03 24 plusmn 03 25 plusmn 04

31 plusmn 05 3 plusmn 03

31 plusmn 04

0373 0185 0347

Ic(lminm2) Basal AAs AP 30ʹprime

36 plusmn 04 33 plusmn 05 36 plusmn 07

34 plusmn 05 34 plusmn 03 35 plusmn 04

0766 0921 0825

VS (ml) Basal AAs AP 30ʹprime

24 plusmn 2 25 plusmn 4 26 plusmn 5

34 plusmn 6 35 plusmn 6 31 plusmn 5

0133

0168 0469

IVS (mlm2) Basal AAs AP 30ʹprime

33 plusmn 3 35 plusmn 5 37 plusmn 8

37 plusmn 6 40 plusmn 6 36 plusmn 6

0537 0521 0878

SvO2saturacioacuten de oxiacutegeno venosa mixta GC gasto cardiaco IC iacutendice cardiaco VS volumen sistoacutelico IVS iacutendice de volumen sistoacutelico Los valores se expresan como media plusmn error tiacutepico de la media n = nuacutemero de cerdos

Resultados 13 13

116

Las resistencias vasculares sisteacutemicas las resistencias vasculares

pulmonares y ambos iacutendices de resistencias vasculares sisteacutemicas y

pulmonares fueron similares en ambos grupos (propofol y sevoflurano) en los 3

momentos de estudio Tampoco se han encontrado diferencias

estadiacutesticamente significativas en la temperatura (tabla 4)

Tabla 4 Variables Hemodinaacutemicas III mediciones antes del clampaje

(Basal) antes de la asistencia (AAs) y tras 30 minutos de asistencia

parcial (AP 30acute) en el grupo Propofol y en el grupo Sevoflurano Se han

reflejado las mediciones de la temperatura en los diferentes tiempos en

los dos grupos

PROPOFOL (n = 5)

SEVOFLURANO (n = 5)

p

RVS (dinsegcm5) Basal AAs AP 30ʹprime

2270 plusmn 299 2213 plusmn 379 1526 plusmn 195

1971 plusmn 991 1488 plusmn 162 1633 plusmn 308

0796 0183 0792

RVP (dinsegcm5) Basal AAs AP 30ʹprime

118 plusmn 16

246 plusmn 103 323 plusmn 56

139 plusmn 34 175 plusmn 31 376 plusmn 86

0921 0528 0637

IRVS (dinsegcm5m2) Basal AAs AP 30ʹprime

1641 plusmn 203 1583 plusmn 199 1128 plusmn 173

1701 plusmn 756 1368 plusmn 143 1433 plusmn 234

0945

0450 0351

IRVP (dinsegcm5m2) Basal AAs AP 30ʹprime

118 plusmn 16 171 plusmn 65 217 plusmn 37

139 plusmn 34 159 plusmn 32 339 plusmn 85

0587 0877 0269

Tordf (ordmC) Basal AAs AP 30ʹprime

363 plusmn 03 351 plusmn 02

339 plusmn 04

367 plusmn 02 359 plusmn 03

346 plusmn 04

0587

0080 0332

RVS resistencias vasculares sisteacutemicas RVP resistencias vasculares pulmonares IRVS iacutendice de resistencias vasculares sisteacutemicas IRVP iacutendice de resistencias vasculares pulmonares Tordf temperatura Los valores se expresan como media plusmn SEM n = nuacutemero de cerdos

Resultados 13 13

117

42 Efecto de los anesteacutesicos sobre las variables de la gasometriacutea arterial

y hematoloacutegicas

421 Variables de la gasometriacutea arterial

No se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas en la

oxigenacioacuten arterial los valores arteriales de pH bicarbonato y de PaCO2 entre

los dos grupos (propofol vs sevoflurano) en ninguno de los tres tiempos

estudiados (tabla 5)

Tabla 5 Variables de la gasometriacutea arterial mediciones antes del

clampaje (Basal) antes de la asistencia (AAs) y tras 30 minutos de

asistencia parcial (AP 30acute) en el grupo Propofol y en el grupo Sevoflurano

PROPOFOL (n = 5)

SEVOFLURANO (n = 5)

p

pH Basal AAs AP 30ʹprime

749 plusmn 003 740 plusmn 003 735 plusmn 003

749 plusmn 002 745 plusmn 002 737 plusmn 002

0957 0314 0583

PaO2 (mmHg) Basal AAs AP 30ʹprime

513 plusmn 27 503 plusmn 24 492 plusmn 43

407 plusmn 64 425 plusmn 42 483 plusmn 25

0182 0147 0867

PaCO2 (mmHg) Basal AAs AP 30ʹprime

34 plusmn 3 35 plusmn 2 38 plusmn 3

37 plusmn 3 38 plusmn 2 42 plusmn 3

0501 0428 0322

HCO3- (mEqL)

Basal AAs AP 30ʹprime

26 plusmn 1 22 plusmn 1 21 plusmn 1

28 plusmn 1 26 plusmn 1 24 plusmn 1

0195 0073 0052

PaO2 presioacuten arterial de oxiacutegeno PaCO2 presioacuten arterial de dioacutexido de carbono HCO3- bicarbonato Los valores se expresan como media plusmn SEM n = nuacutemero de cerdos

Resultados 13 13

118

422 Variables hematoloacutegicas

No se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas en la

glucemia en la hemoglobina en el hematocrito y en el recuento de hematiacutees y

plaquetas entre los dos grupos (propofol y sevoflurano) en ninguno de los tres

tiempos estudiados (tabla 6)

Tabla 6 Variables hematoloacutegicas mediciones antes del clampaje (Basal)

antes de la asistencia (AAs) y tras 30 minutos de asistencia parcial (AP

30acute) en el grupo Propofol y en el grupo Sevoflurano

PROPOFOL (n = 5)

SEVOFLURANO (n = 5)

p

Glucemia (mgdL) Basal AAs AP 30ʹprime

71 plusmn 5 67 plusmn 4

146 plusmn 71

68 plusmn 5 77 plusmn 12

71 plusmn 14

0635 0477

0377 Hb (gdL) Basal AAs AP 30ʹprime

74 plusmn 06 7 plusmn 01

8 plusmn 05

88 plusmn 05 74 plusmn 04

83 plusmn 07

0144 0337

0730 Hcto () Basal AAs AP 30ʹprime

207plusmn 18 197 plusmn 03 225 plusmn 14

257 plusmn 16 219 plusmn 12 245 plusmn 20

0079 0148 0452

Hematiacutees (10E6microLplusmn10E3) Basal AAs AP 30ʹprime

410 plusmn 322 367 plusmn 182

410 plusmn 468

495 plusmn 269 465 plusmn 389

525 plusmn 437

0079 0053

0110 Plaquetas (10E3microL) Basal AAs AP 30ʹprime

369 plusmn 49 331plusmn 50

447 plusmn 92

359 plusmn 67 340 plusmn 60

243 plusmn 42

0910 0911

0096 Hb hemoglobina Hcto hematocrito Los valores se expresan como media plusmn SEM n = nuacutemero de cerdos

Resultados 13 13

119

43 Efecto de los anesteacutesicos sobre las variables bioquiacutemicas

marcadores de dantildeo tisular

No se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas en los

marcadores de dantildeo tisular (AST ALT bilirrubina GGT FA LDH Creatinina y

aacutecido laacutectico) entre los dos grupos (propofol vs sevoflurano) en el momento

antes del clampaje aoacutertico (Basal) excepto en la urea basal en el grupo

sevoflurano que fue significativamente maacutes baja (tabla 7)

No se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas en los

marcadores de dantildeo tisular (AST ALT bilirrubina GGT FA LDH Creatinina

urea y aacutecido laacutectico) entre los dos grupos (propofol y sevoflurano) en el

momento antes de iniciar la asistencia (AAs) (tabla 7)

No se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas en los

marcadores de dantildeo tisular (AST GGT FA LDH creatinina urea y aacutecido

laacutectico) entre los dos grupos (propofol y sevoflurano) en el momento tras 30

minutos en asistencia parcial (AP 30acute) Sin embargo siacute se encontroacute una

disminucioacuten estadiacutesticamente significativa en los marcadores ALT y bilirrubina

en el grupo sevoflurano respecto al grupo propofol en el momento tras 30

minutos en asistencia parcial (AP 30acute) (tabla 7)

Resultados 13 13

120

Tabla 7 Variables bioquiacutemicas de marcadores de dantildeo tisular

mediciones antes del clampaje (Basal) antes de la asistencia (AAs) y tras

30 minutos de asistencia parcial (AP 30acute) en el grupo Propofol y en el

grupo Sevoflurano

PROPOFOL (n = 5)

SEVOFLURANO (n = 5)

p

ALT (UL) Basal AAs AP 30ʹprime

33 plusmn 2 29 plusmn 2 29 plusmn 2

26 plusmn 1 25 plusmn 2 23 plusmn 2

0054 0221 0048

AST (UL) Basal AAs AP 30ʹprime

35 plusmn 3

50 plusmn 10 94 plusmn 46

32 plusmn 5 35 plusmn 3 44 plusmn 3

0667 0116 0358

Bilirrubina (mg(dL) Basal AAs AP 30ʹprime

032 plusmn 010 025 plusmn 006 024 plusmn 002

018 plusmn 005 013 plusmn 002

012 plusmn 004

0273 0081 0028

GGT (UL) Basal AAs AP 30ʹprime

50 plusmn 6

63 plusmn 12 62 plusmn 22

43 plusmn 5 55 plusmn 8 47 plusmn 8

0398 0584 0496

FA (UL) Basal AAs AP 30ʹprime

95 plusmn 7 82 plusmn 8

89 plusmn 12

76 plusmn 6 72 plusmn 8 79 plusmn 7

0073 0428 0507

LDH (UL) Basal AAs AP 30ʹprime

395 plusmn 43 330 plusmn 19 374 plusmn 18

401 plusmn 41 331 plusmn 13 347 plusmn 27

0915 0943 0420

Creatinina (mgdL) Basal AAs AP 30ʹprime

051 plusmn 002 044 plusmn 003 045 plusmn 003

059 plusmn 003 057 plusmn 006 047 plusmn 003

0059 0085 0596

Urea (mgdL) Basal AAs AP 30ʹprime

282 plusmn 15 272 plusmn 22 282 plusmn 26

228 plusmn 11

222 plusmn 09 222 plusmn 12

0024 0059 0053

Aacutecido Laacutectico (mmolL) Basal AAs AP 30ʹprime

11 plusmn 01 15 plusmn 05 15 plusmn 03

1 plusmn 01 11 plusmn 02 12 plusmn 02

0550 0453 0434

ALT alanina aminotransferasa AST aspartato aminotransferasa GGT gamma-glutamil-transpeptidasa FA fosfatasa alcalina LDH lactato deshidrogenasa Los valores se expresan en media plusmn SEM ple005 vs sevoflurano (AP 30 min) n = nuacutemero de cerdos

Resultados 13 13

121

44 Efecto de los anesteacutesicos sobre la respuesta inflamatoria y estreacutes

oxidativo

No se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas en las

proteiacutenas de choque teacutermico (Hsp70) C3a TNFα y NO entre los dos grupos

(propofol y sevoflurano) en ninguno de los tres tiempos estudiados (tabla 8)

Tabla 8 Variables de la respuesta inflamatoria mediciones antes del

clampaje (Basal) antes de la asistencia (AAs) y tras 30 minutos de

asistencia parcial (AP 30acute) en el grupo Propofol y en el grupo Sevoflurano

PROPOFOL

(n = 5) SEVOFLURANO

(n = 5) p

Hsp70 (ngml) Basal AAs AP 30ʹprime

512 plusmn 111 568 plusmn 149 510 plusmn 087

408 plusmn 027 455 plusmn 048 398 plusmn 012

0386 0489 0268

C3a (ngml) Basal AAs AP 30ʹprime

2235 plusmn 475 1892 plusmn 329 1846 plusmn 312

1311 plusmn 410 1326 plusmn 377 141 plusmn 485

0191 0301 0479

TNFα (pgml) Basal AAs AP 30ʹprime

4270 plusmn 824 2916 plusmn 092

150345 plusmn 1512

3356 plusmn 1670 3468 plusmn 1068

147154 plusmn 3253

0615 0566 0372

ON (microM) Basal AAs AP 30ʹprime

61006 plusmn 3396 41812 plusmn 6644

28081 plusmn 12108

73261 plusmn 12993 69127 plusmn 1181 47865 plusmn 5020

0514 0143 0325

Hsp70 proteiacutena de choque teacutermico de 70000 daltons C3a complemento C3 activado TNF factor de necrosis tumoral ON oacutexido niacutetrico Los valores se expresan en media plusmn SEM (error estaacutendar de la media) n = nuacutemero de cerdos

Resultados 13 13

122

45 Efectos de los anesteacutesicos sobre las microesferas

No se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas en el

flujo sanguiacuteneo cerebral entre los dos grupos (propofol vs sevoflurano) antes

del inicio de la asistencia (tabla 9 fig 15)

Sin embargo siacute se ha encontrado un aumento del flujo sanguiacuteneo

cerebral estadiacutesticamente significativo tras 30 minutos de asistencia parcial en

ambos hemisferios cerebrales en el grupo sevoflurano respecto al grupo

propofol (tabla 9 fig15)

Tabla 9 Microesferas en ambos hemisferios cerebrales antes de la

asistencia (AAs) y tras 30 minutos de asistencia parcial (AP 30acute) en el

grupo Propofol y en el grupo Sevoflurano

PROPOFOL (n = 5)

SEVOFLURANO (n = 5)

p

LOacuteBULO FRONTAL DERECHO () AAs AP 30ʹprime

112 plusmn 7 91 plusmn 11

132 plusmn 10 171 plusmn 19

0152 0008

LOacuteBULO FRONTAL IZQUIERDO () AAs AP 30ʹprime

105 plusmn 5 95 plusmn 9

128 plusmn 10 176 plusmn 25

0109 0048

Los valores se expresan en media plusmn SEM ple005 vs sevoflurano (AP 30 min) ple001 vs sevoflurano (AP 30 min) n = nuacutemero de cerdos

Resultados 13 13

123

Figura 15 Flujo sanguiacuteneo cerebral en ambos loacutebulos frontales en los grupos

Sevoflurano (S) y Propofol (P) antes de asistencia (AAs) y a los 30 minutos de

la asistencia parcial (AP 30min) loacutebulo derecho (A) y loacutebulo izquierdo (B) Los

valores se expresan como media plusmn SEM ple005 vs sevoflurano (AP 30 min)

ple001 vs sevoflurano (AP 30acute)

Resultados 13 13

124

No se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas en el

flujo sanguiacuteneo en el ventriacuteculo derecho entre los dos grupos (propofol vs

sevoflurano) antes del inicio de la asistencia (tabla 10 fig 16A) Sin embargo

siacute se ha encontrado un aumento del flujo sanguiacuteneo estadiacutesticamente

significativo tras 30 minutos de asistencia parcial en el ventriacuteculo derecho (tabla

10 fig16A)

No se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas en el

flujo sanguiacuteneo en el pulmoacuten entre los dos grupos (propofol vs sevoflurano)

antes del inicio de la asistencia ni tras 30 minutos de asistencia parcial (tabla

10 fig 16B)

Tabla 10 Microesferas en el ventriacuteculo derecho y pulmoacuten antes de la

asistencia (AAs) y tras 30 minutos de asistencia parcial (AP 30acute) en el

grupo Propofol y en el grupo Sevoflurano

PROPOFOL (n = 5)

SEVOFLURANO (n = 5)

p

VENTRICULO DERECHO () AAs AP 30ʹprime

152 plusmn 25 53 plusmn 4

147 plusmn 12 123 plusmn 10

0849 lt0001

PULMOacuteN () AAs AP 30ʹprime

110 plusmn 9 76 plusmn 13

160 plusmn 43 138 plusmn 41

0319 0198

Los valores se expresan en media plusmn SEM ple0001 vs sevoflurano (AP 30 min) n = nuacutemero de cerdos

Resultados 13 13

125

Figura 16 Flujo sanguiacuteneo en el ventriacuteculo derecho (A) y en el pulmoacuten (B) en

los grupos Sevoflurano (S) y Propofol (P) antes de asistencia (AAs) y a los 30

minutos de la asistencia parcial (AP 30acute) Los valores se expresan como media

plusmn SEM ple0001 vs sevoflurano (AP 30acute)

Resultados 13 13

126

No se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas en el

flujo sanguiacuteneo en el ventriacuteculo izquierdo entre los dos grupos (propofol y

sevoflurano) antes del inicio de la asistencia (tabla 11 fig 17) Sin embargo siacute

se ha encontrado un aumento del flujo sanguiacuteneo en el ventriacuteculo izquierdo

estadiacutesticamente significativo tras 30 minutos de asistencia parcial en el grupo

sevoflurano respecto al grupo propofol epicardio (tabla 11 fig 17A) y

endocardio (tabla 11 fig17B)

Tabla 11 Microesferas en el ventriacuteculo izquierdo antes de la asistencia

(AAs) y tras 30 minutos de asistencia parcial (AP 30acute) en el grupo

Propofol y en el grupo Sevoflurano

PROPOFOL (n = 5)

SEVOFLURANO (n = 5)

p

EPICARDIO VI () AAs AP 30ʹprime

148 plusmn 19

50 plusmn 7

130 plusmn 6

123 plusmn 13

0432 0002

ENDOCARDIO VI () AAs AP 30ʹprime

133 plusmn 17 50 plusmn 5

144 plusmn 8

115 plusmn 11

0592 0001

VI ventriacuteculo izquierdo Los valores se expresan en media plusmn SEM ple001 vs sevoflurano (AP 30 min) ple0001 vs sevoflurano (AP 30 min) n = nuacutemero de cerdos

Resultados 13 13

127

Figura 17 Flujo sanguiacuteneo en el ventriacuteculo izquierdo en los grupos Sevoflurano

(S) y Propofol (P) antes de asistencia (AAs) y a los 30 minutos de la asistencia

parcial (AP 30acute) epicardio (A) y endocardio (B) Los valores se expresan como

media plusmn SEM ple001 vs sevoflurano (AP 30acute) ple0001 vs sevoflurano (AP

30acute)

Resultados 13 13

128

No se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas en el

flujo sanguiacuteneo en ambos rintildeones (tabla 12 fig 18) entre los dos grupos

(propofol y sevoflurano) antes del inicio de la asistencia Tampoco se han

encontrado diferencias significativas en el flujo en el rintildeoacuten tras 30 minutos de

asistencia parcial rintildeoacuten derecho (tabla 12 fig 18A) rintildeoacuten izquierdo (tabla 12

fig 18B)

Tabla 12 Microesferas en el rintildeoacuten antes de la asistencia (AAs) y tras 30

minutos de asistencia parcial (AP 30acute) en el grupo Propofol y en el grupo

Sevoflurano

PROPOFOL (n = 5)

SEVOFLURANO (n = 5)

p

RINtildeOacuteN IZQUIERDO () AAs AP 30ʹprime

114 plusmn 16 64 plusmn 12

114 plusmn 6 95 plusmn 7

0983 0067

RINtildeOacuteN DERECHO () AAs AP 30ʹprime

112 plusmn 14 67 plusmn 13

113 plusmn 4 94 plusmn 7

0960 0124

Los valores se expresan en media plusmn SEM n = nuacutemero de cerdos

Resultados 13 13

129

Figura 18 Flujo sanguiacuteneo en el rintildeoacuten en los grupos Sevoflurano (S) y Propofol

(P) antes de asistencia (AAs) y a los 30 minutos de la asistencia parcial (AP

30acute) rintildeoacuten derecho (A) y rintildeoacuten izquierdo (B) Los valores se expresan como

media plusmn SEM

Resultados 13 13

130

No se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas en el

flujo sanguiacuteneo en el hiacutegado entre los dos grupos (propofol vs sevoflurano)

antes del inicio de la asistencia (tabla 13 fig 19A) Sin embargo siacute se ha

encontrado un aumento del flujo sanguiacuteneo estadiacutesticamente significativo en el

grupo sevoflurano tras 30 minutos de asistencia parcial en el hiacutegado (tabla 13

fig 19A)

No se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas en el

flujo sanguiacuteneo en el intestino entre los dos grupos (propofol vs sevoflurano)

antes del inicio de la asistencia ni tras 30 minutos de asistencia parcial (tabla

13 fig 19B)

Tabla 13 Microesferas en el hiacutegado y en el intestino antes de la asistencia

(AAs) y tras 30 minutos de asistencia parcial (AP 30acute) en el grupo

Propofol y en el grupo Sevoflurano

PROPOFOL (n = 5)

SEVOFLURANO (n = 5)

p

HIacuteGADO () AAs AP 30ʹprime

107 plusmn 4

73 plusmn 4

117 plusmn 13

136 plusmn 15

0462 0004

INTESTINO () AAs AP 30ʹprime

99 plusmn 3 98 plusmn 7

129 plusmn 14 176 plusmn 43

0098 0121

Los valores se expresan en media plusmn SEM ple001 vs sevoflurano (AP 30 min) n = nuacutemero de cerdos

Resultados 13 13

131

Figura 19 Flujo sanguiacuteneo en el hiacutegado (A) y en el intestino (B) en los grupos

Sevoflurano (S) y Propofol (P) antes de asistencia (AAs) y a los 30 minutos de

la asistencia parcial (AP 30acute) Los valores se expresan como media plusmn SEM

ple001 vs sevoflurano (AP 30acute)

132

5- DISCUSIOacuteN

13 Discusioacuten13

13 13 13

133

El objetivo de este proyecto es estudiar el efecto del sevoflurano y

propofol en el flujo de los oacuterganos en un dispositivo de AMC de flujo continuo

en un modelo porcino

En un proyecto anterior realizado en nuestro laboratorio al estudiar el

flujo sanguiacuteneo cerebral en diferentes dispositivos de AMC observamos que el

dispositivo de AMC con caacutemara de complianza mostraba un aumento del flujo

cerebral con respecto al dispositivo centriacutefugo Biomeacutedicus y al dispositivo

pulsaacutetil Berlin Heart 198 Estos resultados muestran la importancia en la eleccioacuten

del dispositivo de AMC en lo referente al flujo sanguiacuteneo cerebral Sin embargo

auacuten no se ha estudiado en profundidad la importancia de la optimizacioacuten de los

faacutermacos anesteacutesicos (propofol y sevoflurano) en los dispositivos de AMC en

lo referente al flujo sanguiacuteneo de los oacuterganos En el proyecto que nos ocupa

hemos convertido este problema en el objeto de estudio y hemos empleado el

mismo modelo experimental en cerdos (portadores de un dispositivo centriacutefugo

Biomeacutedicus)

La prevalencia de la insuficiencia cardiacuteaca avanzada ha aumentado en

los uacuteltimos antildeos y los dispositivos de AMC son una opcioacuten en el tratamiento

del paciente con insuficiencia cardiacuteaca terminal 204 La anestesia y el manejo

perioperatorio de los pacientes portadores de AMC requiere una extensa

monitorizacioacuten un manejo anesteacutesico adecuado con faacutermacos apropiados y

los cuidados postoperatorios de expertos 205 206 debido a las complicaciones

asociadas al uso de estos dispositivos (fallo orgaacutenico insuficiencia ventricular

derecha disfuncioacuten neuroloacutegica y arritmias) 207 208

13 Discusioacuten13

13 13 13

134

El objetivo de la AMC es mantener una adecuada perfusioacuten de los

oacuterganos 209 cuando el corazoacuten nativo no es eficaz en pacientes con

insuficiencia cardiaca terminal o en espera de un trasplante cardiaco En este

trabajo hemos tratado de dilucidar la importancia de la optimizacioacuten de los

faacutermacos anesteacutesicos (propofol versus sevoflurano) en los dispositivos de

AMC y proponer el protocolo maacutes oacuteptimo en cuanto al flujo de los oacuterganos la

respuesta inflamatoria y el estreacutes oxidativo Consideramos necesario este

estudio ya que en la praacutectica cliacutenica habitual las cirugiacuteas en las que se lleva a

cabo el implante de los dispositivos de AMC el mantenimiento anesteacutesico se

realiza con estos faacutermacos (sevoflurano propofol) y posteriormente los

pacientes pueden permanecer sedados en las unidades de cuidados

especiales a la espera de un corazoacuten o a la espera de la recuperacioacuten del

ventriacuteculo nativo 205 210-214 Estos pacientes tambieacuten pueden permanecer

sedados y necesitar ventilacioacuten mecaacutenica controlada durante largos periodos

en las unidades de cuidados especiales debido a la alta incidencia de las

complicaciones asociadas a estos dispositivos (sangrado que requiere

reintervencioacuten quiruacutergica 31 taponamiento cardiaco 28 arritmias 30-60

infeccioacuten 42 fallo del ventriacuteculo derecho 108 insuficiencia respiratoria 20-

30 complicaciones neuroloacutegicas 2-40 insuficiencia renal 3-28 e

insuficiencia hepaacutetica 2-8) 211 215 No olvidemos que el incremento en la

colocacioacuten de los dispositivos de AMC observado en los uacuteltimos antildeos va unido

al aumento de las intervenciones quiruacutergicas no cardiacas en estos pacientes

Stehlik y cols 216 muestran en su estudio de 155 pacientes con AMC la

necesidad de cirugiacutea no cardiaca en 59 pacientes Brown y cols 217 de 142

pacientes 27 y Chestovich y cols 218 de 363 pacientes 64 fueron sometidos a

13 Discusioacuten13

13 13 13

135

procedimientos no cardiacos Estos datos muestran que tanto la anestesia

general como la sedacioacuten son necesarias en los pacientes con AMC que

requieren una intervencioacuten quiruacutergica no cardiaca (realizacioacuten de

procedimientos diagnoacutesticos como endoscopias hemicolectomiacutea

colecistectomiacutea microcirugiacutea lariacutengea etc) 209

En nuestro estudio no hemos encontrado diferencias en las variables

hemodinaacutemicas entre los dos grupos (sevoflurano y propofol) en AMC sin

embargo en la literatura encontramos estudios que muestran la disminucioacuten en

la PA y en la FC asociada al propofol en la induccioacuten anesteacutesica 219 El efecto

hipotensor del propofol se ha relacionado con un descenso en la RVS 220 o en

el GC 221 causado por una combinacioacuten de vasodilatacioacuten arterial y venosa 36

220 222 deterioro de los mecanismos reguladores barorreflejos 223 224 y

depresioacuten de la contractilidad miocaacuterdica 225 Aunque una inhibicioacuten del sistema

nervioso simpaacutetico podriacutea explicar todos los cambios hemodinaacutemicos inducidos

por el propofol 222 223 parece que el sistema parasimpaacutetico cardiacuteaco se inhibe

en mayor grado que el simpaacutetico durante la induccioacuten anesteacutesica con propofol

226 Ambos faacutermacos anesteacutesicos propofol y sevoflurano disminuyen la PA de

forma BIS-dependiente durante la induccioacuten anesteacutesica sin embargo la FC

parece no cambiar 226

Durante la cirugiacutea de la columna vertebral Albertin y cols 227 explican

por queacute el propofol provoca un mayor flujo de sangre pero menos sangrado

que el sevoflurano utilizando como supuesto una vasodilatacioacuten selectiva del

propofol (poscapilar vasodilatacioacuten venosa) diferente de la del sevoflurano

13 Discusioacuten13

13 13 13

136

(precapilar vasodilatacioacuten arteriolar) por lo que seriacutea de eleccioacuten el propofol

para producir hipotensioacuten durante la anestesia 227

En la literatura hemos encontrados estudios tanto en modelos animales

47 59 61 64 228 como en humanos 62 que muestran el efecto del propofol y los

anesteacutesicos volaacutetiles sobre el flujo de los oacuterganos sin embargo no hemos

podido encontrar trabajos que relacionen dicho efecto con los dispositivos de

AMC

Por otro lado la anestesia inhalatoria (sevoflurano) ha demostrado

superioridad frente a la anestesia intravenosa (propofol) en cirugiacutea

cardiovascular 60 71 229 230 sin embargo auacuten no se ha demostrado dicha

superioridad en la implantacioacuten de dispositivos de AMC

Se han realizado diferentes estudios para evaluar los efectos de los

faacutermacos anesteacutesicos sobre el metabolismo y el flujo sanguiacuteneo en el cerebro

Los resultados son sin embargo en parte contradictorios Algunos autores han

demostrado que los anesteacutesicos volaacutetiles disminuyen el flujo sanguiacuteneo

cerebral 47 61 231 mientras otros autores describen un aumento del mismo 232

233 La comparacioacuten de diversos estudios es difiacutecil debido a la variedad de

especies animales estudiadas y la falta de grupos control adecuados en

algunos estudios Ademaacutes algunos meacutetodos estaacuten restringidos uacutenicamente a

cambios globales o a ciertas aacutereas del cerebro y algunos proporcionan datos

soacutelo relativos

En nuestro trabajo el sevoflurano mostroacute un mayor flujo sanguiacuteneo

cerebral que el propofol tras la implantacioacuten de una AMC Este es el primer

13 Discusioacuten13

13 13 13

137

estudio que demuestra un efecto beneficioso del sevoflurano en comparacioacuten

con el propofol sobre el flujo sanguiacuteneo cerebral en una bomba centriacutefuga

Biomeacutedicus 540 en un modelo porcino Este aumento del flujo sanguiacuteneo

cerebral podriacutea deberse a la vasodilatacioacuten cerebral producida por los

anesteacutesicos volaacutetiles 59 234 235 no observada con el propofol 236 237 De hecho

el propofol produce vasoconstriccioacuten cerebral indirectamente al disminuir el

metabolismo cerebral 238 y disminuye la presioacuten intracraneal (PIC) en perros 236

El sevoflurano tiene un efecto vasodilatador intriacutenseco dosis-dependiente 61 232

235 sin aumentar la PIC 239 mientras que en las craneotomiacuteas la PIC es menor

en la anestesia con propofol en comparacioacuten con el uso de sevoflurano 240 La

tomografiacutea por emisioacuten de positrones confirmoacute en seres humanos que tanto el

propofol como el sevoflurano causaban una disminucioacuten del flujo sanguiacuteneo

cerebral (FSC) sin embargo esta disminucioacuten era mayor con el propofol 61 231

Otros estudios reflejan que el descenso del FSC causado por el propofol puede

estar relacionado con el metabolismo cerebral 61 237

Bungdaard y cols 232 encontraron que el sevoflurano aumenta el FSC y

disminuye la resistencia cerebrovascular (RCV) de forma dosis-dependiente

preservando la reactividad al CO2 durante 15 (07 CAM) y 25 (13 CAM) de

sevoflurano 232 Kolbitsch y cols 233 encontraron que el sevoflurano a 04 CAM

causa vasodilatacioacuten cerebral regional la resistencia cerebrovascular regional

regional (RCVr) disminuye y el volumen sanguiacuteneo cerebral regional (VSCr)

aumenta El caacutelculo del tiempo medio de traacutensito cerebral vascular regional

(rMTT o TMTr) mostroacute que el flujo FSCr aumentoacute relativamente maacutes que el

volumen VSCr indicando asiacute que el aumento observado del flujo FSCr durante

la inhalacioacuten de sevoflurano no se puede explicar soacutelo con la vasodilatacioacuten 233

13 Discusioacuten13

13 13 13

138

Las complicaciones neuroloacutegicas en los pacientes portadores de AMC

estaacuten asociadas a una alta morbilidad y mortalidad siendo su incidencia entre

el 2 y el 48 El tromboembolismo y el accidente cerebrovascular

hemorraacutegico son las complicaciones neuroloacutegicas maacutes frecuentes siendo la

isquemia cerebral por hipoperfusioacuten y el embolismo seacuteptico y aeacutereo menos

frecuentes 241 El mayor flujo sanguiacuteneo cerebral observado en nuestro estudio

con el sevoflurano podriacutea sugerir su indicacioacuten en pacientes con AMC ya que

la isquemia cerebral causada por baja perfusioacuten es una complicacioacuten

neuroloacutegica asociada a estos dispositivos

En nuestro trabajo el sevoflurano mostroacute un mayor flujo sanguiacuteneo en

el corazoacuten que el propofol tras la implantacioacuten de una AMC Este es el primer

estudio que demuestra un efecto beneficioso del sevoflurano en comparacioacuten

con el propofol sobre el flujo sanguiacuteneo en el corazoacuten en una bomba centriacutefuga

Biomeacutedicus 540 en un modelo porcino

El sevoflurano y el propofol son faacutermacos empleados en la praacutectica

cliacutenica habitual en la cirugiacutea cardiaca En la literatura encontramos trabajos que

muestran el efecto cardioprotector del sevoflurano en la cirugiacutea cardiaca en

humanos 60 229 El sevoflurano disminuye la actividad simpaacutetica y la

contractilidad miocaacuterdica en modelos animales 242 243 y sin embargo parece

tener escaso o ninguacuten efecto sobre la actividad simpaacutetica perifeacuterica en

humanos 244 y sobre el tono parasimpaacutetico cardiaco 226

13 Discusioacuten13

13 13 13

139

Los anesteacutesicos volaacutetiles han demostrado directamente o indirectamente

mejorar el precondicionamiento isqueacutemico lo que resulta en la cardioproteccioacuten

contra el infarto de miocardio y disfuncioacuten miocaacuterdica irreversible 245-249

Diferentes mecanismos estaacuten implicados en la induccioacuten del

precondicionamiento y disminucioacuten de la isquemia por reperfusioacuten del

sevoflurano viacutea caveoliacuten-3 por inhibicioacuten de la ciclooxigenasa 2 la proteiacutena

quinasa activada por AMP (adenosiacuten monofosfato) y por su efecto antioxidante

250-252

En el bypass aortocoronario tanto con circulacioacuten extracorpoacuterea como

sin ella el sevoflurano conserva la FEVI con menos evidencia de dantildeo

miocaacuterdico que el propofol 229 253 Los niveles de troponina T aumentaron en

los pacientes sometidos a cirugiacutea cardiaca con circulacioacuten extracorpoacuterea

(cirugiacutea por defecto congeacutenito cardiaco) en ambos grupos sevoflurano y

propofol 254 Sin embargo los niveles de troponina T fueron menores en el

grupo que recibioacute sevoflurano con respecto al que recibioacute propofol en cirugiacutea

coronaria sin circulacioacuten extracorpoacuterea 255 En nuestro trabajo la colocacioacuten de

la AMC se realizoacute sin circulacioacuten extracorpoacuterea por lo que los niveles de

troponina T podriacutean estar relacionados con la mejoriacutea del flujo sanguiacuteneo del

corazoacuten

El propofol tambieacuten ha demostrado cierto efecto cardioprotector en

corazones aislados de rata disminuyendo la lesioacuten por isquemia-reperfusioacuten

(mejorando la funcioacuten cardiaca y el flujo coronario) mediante un aumento de la

oacutexido niacutetrico sintasa y la produccioacuten de oacutexido niacutetrico 269 257 En nuestro trabajo

los niveles de oacutexido niacutetrico en plasma fueron similares en ambos protocolos

13 Discusioacuten13

13 13 13

140

anesteacutesicos (sevoflurano y propofol)

Es importante sentildealar que a pesar de que el propofol se utiliza en

cirugiacutea cardiaca no olvidemos que el bypass cardiopulmonar altera las

propiedades farmacocineacuteticas (altera la concentracioacuten plasmaacutetica) de este

faacutermaco debido a la hemodilucioacuten hipotensioacuten hipotermia aislamiento del

pulmoacuten de la circulacioacuten y posible secuestro del faacutermaco en el circuito de

circulacioacuten extracorpoacuterea 258 Estos cambios en la concentracioacuten plasmaacutetica del

propofol causados por el bypass cardiopulmonar podriacutean verse reflejados en su

efecto sobre los oacuterganos 259

En nuestro trabajo el sevoflurano mostroacute un mayor flujo sanguiacuteneo en

el hiacutegado que el propofol tras la implantacioacuten de una AMC Este es el primer

estudio que demuestra un efecto beneficioso del sevoflurano en comparacioacuten

con el propofol sobre el flujo sanguiacuteneo hepaacutetico en una bomba centriacutefuga

Biomeacutedicus 540 en un modelo porcino

Bernard y cols 260 describen una disminucioacuten del flujo portal con una

CAM de 12 y 2 de sevoflurano y un aumento del flujo hepaacutetico con una CAM

de 2 mientras que el gasto cardiacuteaco se redujo soacutelo a la concentracioacuten maacutes alta

(2 CAM) Estos hallazgos podriacutean estar relacionados con el aumento del flujo

sanguiacuteneo hepaacutetico encontrado en el grupo del sevoflurano en nuestro trabajo

En la literatura encontramos trabajos que muestran el efecto protector

hepaacutetico del sevoflurano en cirugiacutea cardiaca Tras la cirugiacutea de arteria coronaria

con bypass cardiopulmonar los niveles de ALT AST y LDH aumentaron de

13 Discusioacuten13

13 13 13

141

forma temporal tanto con el propofol como con el sevoflurano siendo este

aumento menor en el grupo del sevoflurano 230

La liberacioacuten de enzimas intracelulares y su deteccioacuten en muestras de

sangre circulante es un meacutetodo aceptado para detectar dantildeo tisular 229 261 262

La LDH se encuentra en el citoplasma de diversos tipos de ceacutelulas y se puede

considerar un indicador no especiacutefico de dantildeo tisular 263 AST y ALT son

marcadores de dantildeo hepaacutetico y se han correlacionado con dantildeo histoloacutegico

hepaacutetico 261 Ademaacutes la AST es un enzima intestinal de la seromucosa y se

libera durante la lesioacuten de isquemia-reperfusioacuten intestinal 262 263

En nuestro trabajo no hemos encontrado diferencias entre los dos

grupos en los valores de las transaminasas AST y GGT fosfatasa alcalina

LDH creatinina y aacutecido laacutectico Sin embargo siacute hemos encontrado un

descenso del marcador de dantildeo hepaacutetico (ALT) en el grupo del sevoflurano con

respecto al del propofol Esto podriacutea estar relacionado con el aumento del flujo

hepaacutetico encontrado en el grupo del sevoflurano

Es comuacuten la hiperbilirrubinemia en los pacientes tras de la implantacioacuten

de una AMC por disfuncioacuten endotelial del sinusoide hepaacutetico 265 o por la

congestioacuten cardiaca 266 En nuestro trabajo la bilirrubina total fue mayor en los

animales anestesiados con propofol (a los 30 minutos de asistencia parcial) con

respecto al grupo del sevoflurano Este hallazgo podriacutea estar relacionado con la

reduccioacuten del flujo sanguiacuteneo en el hiacutegado y el corazoacuten en el grupo del

propofol con respecto a los cerdos anestesiados con sevoflurano

13 Discusioacuten13

13 13 13

142

En nuestro trabajo no hemos encontrado diferencias significativas entre

los dos faacutermacos (sevoflurano y propofol) en el flujo sanguiacuteneo en el rintildeoacuten

pulmoacuten e intestino tras la implantacioacuten de una bomba centriacutefuga Biomeacutedicus

540 en un modelo porcino

La concentracioacuten plasmaacutetica de creatinina ha sido validada cliacutenicamente

como marcador de la funcioacuten renal 267y es maacutes fiable que la urea como

marcador rutinario de funcioacuten renal 268 Seguacuten estudios previos el sevoflurano

no produce aumentos en la creatinina tras la cirugiacutea electiva de la arteria

coronaria 269 ni tras cirugiacuteas no cardiacas 270-274 De hecho exposiciones a

altas concentraciones (3) de sevoflurano durante 8 horas no produjo cambios

cliacutenicamente significativos en los marcadores de disfuncioacuten renal 275 Siacute se ha

visto un aumento en la glucosuria albuminuria y proteinuria tras cirugiacuteas

centrales en comparacioacuten con cirugiacuteas en aacutereas perifeacutericas tanto con el

sevoflurano (05-15 MAC) como con el propofol disminuyendo la

concentracioacuten plasmaacutetica de urea pero sin aumentar la concentracioacuten

plasmaacutetica de creatinina 276 En nuestro estudio no hemos medido otros

marcadores como enzimas urinarias por la imposibilidad debido al protocolo (al

ser un experimento agudo el animal se sacrificoacute una vez terminado el

estudio)Tras la cirugiacutea de arteria coronaria con bypass cardiopulmonar los

niveles de creatinina no aumentaron en ninguno de los dos grupos (sevoflurano

y propofol) 230

En nuestro trabajo el sevoflurano fue superior en lo referente al flujo

cerebral cardiaco y hepaacutetico sin embargo no encontramos diferencias

13 Discusioacuten13

13 13 13

143

significativas en otros oacuterganos como son el rintildeoacuten el pulmoacuten y el intestino La

diferente respuesta del sevoflurano al flujo sanguiacuteneo de los oacuterganos podriacutea

explicarse por su efecto dependiente de la dosis 47 64 228

En nuestra institucioacuten el Hospital General Universitario Gregorio

Marantildeoacuten se ha desarrollado un programa de AMC Como hemos sentildealado

anteriormente el manejo anesteacutesico en los pacientes a los que se les implanta

un dispositivo de AMC es fundamental durante el periodo intraoperatorio y

postoperatorio Los resultados de nuestro trabajo sugieren que la eleccioacuten de

un protocolo anesteacutesico basado en la anestesia inhalatoria con sevoflurano

podriacutea ser beneficioso en estos pacientes al aumentar el flujo sanguiacuteneo

cerebral cardiaco y hepaacutetico A pesar de que el tiempo que transcurre en la

implantacioacuten de una AMC es relativamente corto el uso de anesteacutesicos

volaacutetiles en cirugiacutea cardiaca ha demostrado una disminucioacuten de las

complicaciones cardiovasculares a largo plazo asiacute como de la mortalidad 277

Tambieacuten es importante sentildealar que la administracioacuten de sevoflurano durante el

periodo intraoperatorio y postoperatorio en pacientes sometidos a cirugiacutea de

bypass aortocoronario sin circulacioacuten extracorpoacuterea mejora el efecto

cardioprotector con respecto a la administracioacuten del mismo uacutenicamente durante

el periodo intraoperatorio 255 Por uacuteltimo no olvidemos la alta incidencia de

complicaciones asociadas a los dispositivos de AMC lo que obliga al paciente

a permanecer durante largos periodos de tiempo en las unidades de cuidados

especiales sedados La sedacioacuten con sevoflurano en estas unidades es posible

13 Discusioacuten13

13 13 13

144

gracias a la existencia de unos dispositivos especiales (AnaConDa (acroacutenimo

de ldquodispositivo dispensador de anestesiardquo) 255

Nuestro grupo de investigacioacuten desarrolla desde hace varios antildeos una

liacutenea de trabajo centrada en la optimizacioacuten de los dispositivos de AMC en

modelos experimentales animales intentando mejorar los programas de

asistencia ventricular En este trabajo hemos estudiado diferentes faacutermacos

anesteacutesicos (sevoflurano y propofol) buscando una mejor perfusioacuten de los

oacuterganos en los pacientes con asistencia circulatoria Tras los resultados de esta

tesis doctoral nuestro grupo de investigacioacuten ha iniciado el estudio de la

optimizacioacuten en lo referente a la monitorizacioacuten hemodinaacutemica en los

dispositivos de AMC en un modelo experimental animal La medicioacuten del gasto

cardiaco es esencial para proporcionar un tratamiento oacuteptimo a los pacientes

en estado criacutetico que necesitan asistencia ventricular 205 Hasta el momento

actual el cateacuteter de Swan-Ganz (cateacuteter de arteria pulmonar) es el uacutenico

meacutetodo disponible para la medicioacuten del gasto cardiaco continuo sin embargo

su uso se ve limitado por su caraacutecter altamente invasivo Nuestro grupo de

investigacioacuten busca alternativas al cateacuteter de arteria pulmonar es decir una

monitorizacioacuten menos invasiva para disminuir la morbilidad y mortalidad de los

pacientes portadores de AMC Por lo que se analizaraacute la correlacioacuten en el gasto

cardiaco entre la termodilucioacuten transpulmonar (sistema PiCCO) y la

termodilucioacuten pulmonar (cateacuteter de arteria pulmonar) en los dispositivos de

AMC

13 Discusioacuten13

13 13 13

145

Al analizar nuestro trabajo experimental hemos encontrado las

siguientes limitaciones que trataremos de corregir en futuros estudios

En primer lugar la AMC estaacute disentildeada para ser utilizada en los

pacientes con insuficiencia cardiacuteaca por lo tanto nuestros resultados no

pueden ser directamente aplicables a la praacutectica cliacutenica ya que nuestro trabajo

se ha realizado con animales sanos tal como se describe en otros trabajos

publicados 160 278 Si bien se eligieron cerdos pues su sistema cardiovascular

es parecido al de los humanos 279 la limitacioacuten del corazoacuten sano deberiacutea

abordarse en un modelo animal de shock cardiogeacutenico

En segundo lugar hemos estudiado los efectos a corto plazo de los

anesteacutesicos (propofol y sevoflurano) en animales con una AMC por lo que

seriacutea importante realizar estudios que evaluacuteen si estas diferencias se

mantienen en el tiempo

En tercer lugar tanto en los modelos animales como en la praacutectica

cliacutenica los efectos de los anesteacutesicos inhalados sobre el flujo sanguiacuteneo de los

oacuterganos pueden ser dependientes de la dosis administrada 47 64 228 La

concentracioacuten de sevoflurano utilizada en nuestro trabajo fue el 2 en volumen

espirado que representa aproximadamente 1 CAM en los seres humanos

concentracioacuten utilizada en otros estudios que muestran efectos beneficiosos en

un modelo de isquemia-reperfusioacuten tras oclusioacuten de la aorta toraacutecica en cerdos

280 Seraacuten por tanto necesarios nuevos estudios para evaluar la relacioacuten dosis-

dependencia y buscar un umbral de mejora del flujo sanguiacuteneo a nivel

orgaacutenico

13 Discusioacuten13

13 13 13

146

No podemos olvidar la necesidad de los ensayos cliacutenicos aleatorizados

que confirmen en humanos los resultados obtenidos en este trabajo y que

muestren su repercusioacuten cliacutenica

147

6- CONCLUSIONES

13 Conclusiones13

13 13 13

148

1 El sevoflurano muestra con respecto al propofol un aumento significativo

del flujo sanguiacuteneo en el cerebro corazoacuten e hiacutegado en un dispositivo de AMC

de flujo continuo en un modelo porcino Sin embargo no hemos encontrado

diferencias en el flujo sanguiacuteneo del pulmoacuten rintildeoacuten e intestino

2 No hemos encontrado diferencias significativas en las variables

hemodinaacutemicas de gasometriacutea arterial y hematoloacutegicas entre los dos grupos

(sevoflurano y propofol) en un dispositivo de AMC de flujo continuo

3 No hemos encontrado diferencias significativas en los marcadores

plasmaacuteticos de dantildeo tisular entre los dos grupos (sevoflurano y propofol) en un

dispositivo de AMC de flujo continuo

4 No hemos encontrado diferencias significativas en los marcadores

plasmaacuteticos de respuesta inflamatoria y estreacutes oxidativo entre los dos grupos

(sevoflurano y propofol) en un dispositivo de AMC de flujo continuo

149

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247 Toller WG Kersten JR Pagel PS Hettrick DA Warltier DC

Sevoflurane reduces myocardial infarct size and decreases the time

threshold for ischemic preconditioning in dogs Anesthesiology

199991(5)1437-46

248 Zaugg M Lucchinetti E Spahn DR Pasch T Schaub MC Volatile

anesthetics mimic cardiac preconditioning by priming the activation of

mitocondrial KATP channels via multiple signaling pathways

Anesthesiology 2002 97(1)4-14

249 Hanouz JL Yvon A Massetti M Lepage O Babatasi G Khayat A

Bricard H Geacuterard JL Mechanisms of desflurane-induced preconditioning

in isolated human right atria in vivo Anesthesiology 200297(1)33-41

250 Zhao J Wang F Zhang Y Jiao L Lau WB Wang L et al Sevoflurane

preconditioning attenuates myocardial ischemiareperfusion injury via

caveolin-3-dependent cyclooxygenase-2 inhibition Circulation 2013

128(11 Suppl 1)S121-9

251 Shiomi M Miyamae M Takemura G Kaneda K Inamura Y Onishi A

et al Induction of autophagy restores the loss of sevoflurane cardiac

preconditioning seen with prolonged ischemic insult Eur J Pharmacol

201472458-66

252 Zhou C Li H Yao Y Li L Delayed remote ischemic preconditioning

13 Bibliografiacutea13

13 13 13

183

produces an additive cardioprotection to sevoflurane postconditioning

through an enhanced heme oxygenase 1 level partly via nuclear factor

erythroid 2-related factor 2 nuclear translocation J Cardiovasc

Pharmacol Ther 201419(6)558-66

253 De Hert SG Cromheecke S ten Broecke PW Mertens E De Blier IG

Stockman BA et al Effects of Propofol Desflurane and Sevoflurane on

Recovery of Myocardial Function after Coronary Surgery in Elderly High-

risk Patients Anesthesiology 200399(2)314-23

254 Malagon I Hogenbirk K van Pelt J Hazekamp MG Bovill JG Effect

of three different anaesthetic agents on the postoperative production of

cardiac troponin T in paediatric cardiac surgery Br J Anaesth

200594(6)805-9

255 Guerrero Orriach JL Galaacuten Ortega M Ramirez Aliaga M Iglesias P

Rubio Navarro M Cruz Mantildeas J Prolonged sevoflurane administration in

the off-pump coronary artery bypass graft surgery beneficial effects J

Crit Care 201328(5)879e13-8

256 Ko SH Yu CW Lee SK Choe H Chung MJ Kwak YG et al Propofol

attenuates ischemia-reperfusion injury in the isolated rat heart Anesth

Analg 199785(4)719-24

257 Sun HY Xue FS Xu YC Li CW Xiong J Liao X el al Propofol

improves cardiac functional recovery after ischemia-reperfusion by up

regulating nitric oxide synthase activity in the isolated rat hearts Chin

Med J (Engl) 2009122(24)3048-54

258 Mets B The pharmacokinetics of anesthetic drugs and adjuvants

during cardiopulmonary bypassActa Anaesthesiol

13 Bibliografiacutea13

13 13 13

184

Scand200044(3)261-73

259 Barbosa RA Santos SR White PF Pereira VA Silva Filho CR

Malbouisson LM et al Effects of cardiopulmonary bypass on propofol

pharmacokinetics and bispectral index during coronary surgery Clinics

(Sao Paulo) 200964(3)215-21

260 Bernard JM Doursout MF Wouters P Hartley CJ Merin RG Chelly

JE Effects of sevoflurane and isoflurane on hepatic circulation in the

chronically instrumented dog Anesthesiology 199217(3)541-5

261 Nielsen VG Tan S Kirk KA et al Halothane and xanthine oxidase

increase hepatocellular enzyme release and circulating lactate after

ischemia-reperfusion in rabbits Anesthesiology 199787(4)908-17

262 Caglayan F Caglayan O Gunel E Elcuman Y Cakmak M Intestinal

ischemia-reperfusion and plasma enzyme levels Pediatr Surg Int

200218(4)255-7

263 Abrahacirco MS Montero EFS Junqueira VBC Giavarotti L Juliano Y

Fagundes DJ Biochemical and morphological evaluation of ischemia-

reperfusion injury in rat small bowel modulated by ischemic

preconditioning Transplant Proc 200436(4)860-2

264 Sachs SM Morton JH Schwartz SI Acute mesenteric ischemia

Surgery 198292(4)646-53

265 Yamaguchi T Sawa Y Masai T Nishimura M Chang JC Nishida T

Ohtake S Matuda H Hepatic sinusoid endothelial dysfunction plays a

role in hyperbilirubinemia in patients following implantation of an LVAD

ASAIO J 199743(5)M449-52

266 Miller LW Lietz K Candidate selection for long-term left ventricular

13 Bibliografiacutea13

13 13 13

185

assist device therapy for refractory heart failure J Heart Lung Transplant

200625(7)756-64

267 Bellomo R Acute renal failure En Oh T Oxford Butterworth-

Heinemann [ed] Intensive Care Manual 4th edition 1997 paacutegs 357-63

268 Isles CG Paterson JR Serum creatinine and urea Make the most of

these simple test Br J Hosp Med 199655(8)513-6

269 Story DA Poustie S Liu G McNicol PL Changes in plasma creatinine

concentration after cardiac anesthesia with isoflurane propofol or

sevoflurane a randomized clinical trial Anesthesiology 200195(4)842-

8

270 Mazze RI Callan CM Galvez ST Delgado-Herrera L Mayer DB The

effects of sevoflurane on serum creatinine and blood urea nitrogen

concentrations A retrospective twenty-two-center comparative

evaluation of renal function in adult surgical patients Anesth Analg

200090(3)683-8

271 Groudine SB Fragen RJ Kharasch ED Eisenman TS Frink EJ

McConnell S Comparison of renal function following anesthesia with

low-flow sevoflurane and isoflurane J Clin Anesth 199911(3)201-7

272 Bito H Ikeuchi Y Ikeda K Effects of low-flow sevoflurane anesthesia

on renal function Comparison with high-flow sevoflurane anesthesia and

low-flow isoflurane anesthesia Anesthesiology 199786(6)1231-7

273 Obata R Bito H Ohmura M Moriwaki G Ikeuchi Y Katoh T et al The

effects of prolonged low-flow sevoflurane anesthesia on renal and

hepatic function Anesth Analg 200091(5)1262-8

274 Kharasch ED Frink EJ Jr Zager R Bowdle TA Artru A Nogami WM

13 Bibliografiacutea13

13 13 13

186

Assessment of low-flow sevoflurane and isoflurane effects on renal

function using sensitive markers of tubular toxicity Anesthesiology1997

86(6)1238-53

275 Ebert TJ Frink EJ Jr Kharasch ED Absence of biochemical evidence

for renal and hepatic dysfunction after 8 hours of 125 minimum alveolar

concentration sevoflurane anesthesia in volunteers Anesthesiology

199888(3)601-10

276 Ebert TJ Arain AR Renal responses to low-flow desflurane

sevoflurane and propofol in patients Anesthesiology 200093(6)1401-6

277 De Hert S Vlasselaers D Barbeacute R Ory JP Dekegel D Donnadonni

R et al A comparison of volatile and non volatile agents for

cardioprotection during on pump coronary surgery Anaesthesia

200964(9)953-60

278 Tuzun E Narin C Gregoric ID Cohn WE Frazier OH Ventricular

assist device outflow-graft site effect on myocardial blood flow J Surg

Res 2011171(1)71-5

279 Dodds WJ The pig model for biomedical research Federation Proc

198241247-256

280 Annecke T Kubitz JC Kahr S Hilberath JM Langer K Kemming GI

et al Effects of sevoflurane and propofol on ischaemia-reperfusion injury

after thoracic-aortic occlusion in pigs Br J Anaesth 2007 May98(5)581-

90

187

8- IacuteNDICE DE FIGURAS Y TABLAS

13 Iacutendice13 de13 Figuras13 y13 Tablas13

13 13 13

188

Iacutendice de Figuras

Paacuteg

Figura 1 Estructura quiacutemica de los agentes halogenados 32

Figura 2 Distribucioacuten del tipo de asistencia ventricular previa al

trasplante por periodos

48

Figura 3 Presiones en el sistema circulatorio 52

Figura 4 Tipos de bombas seguacuten el flujo que producen 53

Figura 5 Fotografiacutea de la bomba Biomeacutedicus 59

Figura 6 Vista panoraacutemica del quiroacutefano de la Unidad de Cirugiacutea

Experimental del Hospital General Universitario Gregorio Marantildeoacuten

80

Figura 7 Respirador Draumlger SA 1 82

Figura 8 Capnoacutegrafo Ohmeda 82

Figura 9 Analizador de gases en sangre GEMregPremiere 82

Figura 10 Fotografiacutea y esquema de la bomba Biomeacutedicus 83

Figura 11 Motor de la consola una vez implantada la bomba

Biomeacutedicus

84

Figura 12 Consola Biomeacutedicus 85

Figura 13 Separacioacuten de la aorta y la arteria pulmonar 94

Figura 14 Clampaje lateral aorta toraacutecica ascendente (A)

Exposicioacuten aacutepex ventriacuteculo y colocacioacuten suturas circulares (B)

Caacutenula de drenaje ventriacuteculo izquierdo (aferente) y Caacutenula aoacutertica

13 Iacutendice13 de13 Figuras13 y13 Tablas13

13 13 13

189

(eferente) (C) 96

Figura 15 Flujo sanguiacuteneo cerebral en ambos loacutebulos frontales en

los grupos Sevoflurano (S) y Propofol (P) antes de asistencia

(AAs) y a los 30 minutos de la asistencia parcial (AP 30acute) loacutebulo

derecho (A) y loacutebulo izquierdo (B)

123

Figura 16 Flujo sanguiacuteneo en el ventriacuteculo derecho (A) y en el

pulmoacuten (B) en los grupos Sevoflurano (S) y Propofol (P) antes de

asistencia (AAs) y a los 30 minutos de la asistencia parcial (AP

30acute)

125

Figura 17 Flujo sanguiacuteneo en el ventriacuteculo izquierdo en los grupos

Sevoflurano (S) y Propofol (P) antes de asistencia (AAs) y a los 30

minutos de la asistencia parcial (AP 30acute) epicardio (A) y

endocardio (B)

127

Figura 18 Flujo sanguiacuteneo en el rintildeoacuten en los grupos Sevoflurano

(S) y Propofol (P) antes de asistencia (AAs) y a los 30 minutos de

la asistencia parcial (AP 30acute) rintildeoacuten derecho (A) y rintildeoacuten izquierdo

(B)

129

Figura 19 Flujo sanguiacuteneo en el hiacutegado (A) y en el intestino (B) en

los grupos Sevoflurano (S) y Propofol (P) antes de asistencia

(AAs) y a los 30 minutos de la asistencia parcial (AP 30acute)

131

13 Iacutendice13 de13 Figuras13 y13 Tablas13

13 13 13

190

Iacutendice de Tablas

Paacuteg

Tabla 1 Distribucioacuten de la edad peso y talla en los dos grupos

experimentales grupo Propofol y grupo Sevoflurano 112

Tabla 2 Variables Hemodinaacutemicas I mediciones antes del

clampaje (Basal) antes de la asistencia (AAs) y tras 30 minutos

de asistencia parcial (AP 30acute) en el grupo Propofol y en el grupo

Sevoflurano

114

Tabla 3 Variables Hemodinaacutemicas II mediciones antes del

clampaje (Basal) antes de la asistencia (AAs) y tras 30 minutos

de asistencia parcial (AP 30acute) en el grupo Propofol y en el grupo

Sevoflurano

115

Tabla 4 Variables Hemodinaacutemicas III mediciones antes del

clampaje (Basal) antes de la asistencia (AAs) y tras 30 minutos

de asistencia parcial (AP 30acute) en el grupo Propofol y en el grupo

Sevoflurano

116

Tabla 5 Variables de la gasometriacutea arterial mediciones antes

del clampaje (Basal) antes de la asistencia (AAs) y tras 30

minutos de asistencia parcial (AP 30acute) en el grupo Propofol (n=5)

y en el grupo Sevoflurano (n=5)

117

Tabla 6 Variables hematoloacutegicas mediciones antes del

clampaje (Basal) antes de la asistencia (AAs) y tras 30 minutos

de asistencia parcial (AP 30acute) en el grupo Propofol y en el grupo

Sevoflurano

118

Tabla 7 Variables bioquiacutemicas de marcadores de dantildeo tisular

mediciones antes del clampaje (Basal) antes de la asistencia

(AAs) y tras 30 minutos de asistencia parcial (AP 30acute) en el grupo

13 Iacutendice13 de13 Figuras13 y13 Tablas13

13 13 13

191

Propofol y en el grupo Sevoflurano 120

Tabla 8 Variables de la respuesta inflamatoria mediciones antes

del clampaje (Basal) antes de la asistencia (AAs) y tras 30

minutos de asistencia parcial (AP 30acute) en el grupo Propofol y en

el grupo Sevoflurano

121

Tabla 9 Microesferas en ambos hemisferios cerebrales antes

de la asistencia (AAs) y tras 30 minutos de asistencia parcial

(AP 30acute) en el grupo Propofol y en el grupo Sevoflurano

122

Tabla 10 Microesferas en el ventriacuteculo derecho y pulmoacuten antes

de la asistencia (AAs) y tras 30 minutos de asistencia parcial (AP

30acute) en el grupo Propofol y en el grupo Sevoflurano

124

Tabla 11 Microesferas en el ventriacuteculo izquierdo antes de la

asistencia (AAs) y tras 30 minutos de asistencia parcial (AP 30acute)

en el grupo Propofol y en el grupo Sevoflurano

126

Tabla 12 Microesferas en el rintildeoacuten antes de la asistencia (AAs) y

tras 30 minutos de asistencia parcial (AP 30acute) en el grupo

Propofol y en el grupo Sevoflurano

128

Tabla 13 Microesferas en el hiacutegado y en el intestino antes de la

asistencia (AAs) y tras 30 minutos de asistencia parcial (AP 30acute)

en el grupo Propofol y en el grupo Sevoflurano

130

192

9- ANEXO

Research ArticleEffects of Sevoflurane and Propofol on Organ Blood Flow inLeft Ventricular Assist Devices in Pigs

Paloma Morillas-Sendiacuten1 Emilio Delgado-Baeza2

Mariacutea Jesuacutes Delgado-Martos2 Moacutenica Barranco1 Juan Francisco del Cantildeizo2

Manuel Ruiacutez3 and Begontildea Quintana-Villamandos14

1Department of Anesthesiology and Intensive Care Gregorio Maranon University General Hospital 28007 Madrid Spain2Department of Experimental Medicine and Surgery Gregorio Maranon University General Hospital 28007 Madrid Spain3Department of Cardiac Surgery Gregorio Maranon University General Hospital 28007 Madrid Spain4Department of Pharmacology Faculty of Medicine Complutense University 28040 Madrid Spain

Correspondence should be addressed to Begona Quintana-Villamandos begoquintigmailcom

Received 26 March 2015Revised 16June 2015Accepted 29 June 2015

Academic Editor Giulio Agnetti

Copyright copy 2015Paloma Morillas-Sendın et alThis is an open access article distributed under the Creative Commons AttributionLicense which permits unrestricted use distribution and reproduction in any medium provided the original work is properly cited

The aim of this study was to assess the effect of sevofl rane and propofol on organ blood flow in a porcine model with a leftventricular assist device (LVAD) Ten healthy minipigs were divided into 2 groups (5 per group) according to the anestheticreceived (sevoflurane or propofol) A Biomedicus centrifugal pump was implanted Organ blood fl w (measured using coloredmicrospheres) markers of tissue injury and hemodynamic parameters were assessed at baseline (pump off) and after 30 minutesof partial support Blood fl w was signific ntly higher in the brain (both frontal lobes) heart (both ventricles) and liver after30 minutes in the sevoflurane group although no signific nt differences were recorded for the lung kidney or ileum Serumlevels of alanine aminotransferase and total bilirubin were signific ntly higher after 30 minutes in the propofol group althoughno signific nt differences were detected between the groups for other parameters of liver function kidney function or lactic acidlevels The hemodynamic parameters were similar in both groups We demonstrated that compared with propofol sevofl raneincreases blood fl w in the brain liver and heart after implantation of an LVAD under conditions of partial support

1 Introduction

Ventricular assist devices (VADs) are a promising therapeuticoption for patients with advanced heart failure VADs canact as a bridge to transplantation as a destination therapyfor patients with contraindications to transplantation or asa bridge to a future recovery [1ndash3] In the last few decadesVADs have been increasingly used in patients with end-stageheart failure because heart transplantation is limited by amarked lack of donors [4]

The main purpose of a VAD is to maintain perfusion ofvital organs To improve the clinical output of the VAD it isnecessary to optimize perioperative conditions (continuous-fl w VAD hemodynamic monitors and anesthetic drugs)[5 6] Although several studies show the effects of the VAD

on organ blood flow (heart brain liver and kidney) [7ndash9]the eff ct of anesthetics on organ blood flow in patients witha VAD has not been analyzed to date Several studies havereported data on the response of organ blood flow to theadministration of various anesthetics [10ndash13] although thiseffect remains unclear for VADs

Given the benefici l effects of volatile anesthetics (sevo-flurane) compared with intravenous anesthesia (propofol)on organ blood fl w during cardiovascular surgery [14ndash17]we hypothesized that compared with propofol sevofluranewould increase organ blood flow in patients with a lef t AD(LVAD) The aim of this study was to investigate differencesbetween the effect of sevoflurane-based volatile anestheticand that of propofol-based intravenous anesthetics on organblood flow (brain liver heart kidney lung and intestine)

Hindawi Publishing CorporationBioMed Research InternationalArticle ID 898373

2 BioMed Research International

(a) (b)

(c)

Figur e 1LVAD placement Aortic partial cross-clamp (a) Implant of the input cannula through the apex of the left ventricle (b and c)

and to assess markers of tissue injury aft r implantation ofan LVAD (continuous centrifugal pump) under conditions ofpartial support in a porcine model

2 Methods

Th animals used in our experiment were from the farmof the Technological Institute of Agrarian Development(EX 013-C) (Community of Madrid Spain) Th pigs weremoved from this farm to the Experimental Medicine andSurgery Unit Gregorio Maranon University General Hospital(ES280790000087) where they remained under a controlledenvironment until the intervention (20ndash22∘C and relativehumidity of 55) The study was performed in accordancewith European Union guidelines on the protection of ani-mals used for experimental and other scientifi purposes(Directive 201063EU and Spanish Royal Decree RD 532013BOE) and was approved by the Ethics Committee GregorioMaranon University General Hospital Madrid Spain

21 Experimental Design Th study was conducted withten healthy minipigs Animals were block-randomized(Microsoft Excel 2003) to receive either propofol in contin-uous perfusion as anesthetic maintenance (propofol group119899 = 5) or sevoflurane (sevoflurane group 119899 = 5)

211Anesthesia Protocol Th animals were simultaneouslypremedicated with intramuscular ketamine 20 mgkg (Keto-lar Parke-Davis Madrid Spain) and atropine 004 mgkg(Atropina Braun Serra-Pamies Reus Spain) Pulse oximetryand electrocardiographic monitoring were performed in

the operating room The pigs were provided with oxygen100 via a face mask a 20 G cannula was inserted intoan ear vein and anesthesia was induced with intravenousfentanyl 25120583gkg (Fentanest Kern Pharma BarcelonaSpain) and propofol 4 mgkg (Diprivan 1 AstraZenecaMadrid Spain) After intubation the animal was con-nected to a volume-controlled ventilator (Drager SA1Drager Medical AG Lubeck Germany) with FIO

2of 1

an inspiratory expiratory ratio of 1 2 a tidal volume of12ndash15mLkg and the respiratory rate adjusted to main-tain normocapnia as previously described [18] Anesthesiawas maintained with intravenous fentanyl (25120583gkg30 min)in all animals and propofol in continuous infusion (11-12mgkgh) (propofol group) or 2 sevoflurane (sevofluranegroup) All animals received an infusion of saline solution(8 mLkgh) A 9 F arterial catheter was inserted into the rightfemoral artery and a pulmonary artery catheter (75 F Swan-Ganz CCOmbo catheter Edwards Lifesciences Irvine CAUSA) connected to an oximetry monitor (Vigilance EdwardsCritical-Care Division Irvine CA USA) was inserted intothe right internal jugular vein

212Surgical Protocol A Biomedicus 540 centrifugal pumpwas implanted in the minipigs undergoing continuous-fl wsupport After median sternotomy the animal was hep-arinized at a dose of 4 mgkg An aortic partial cross-clampwas applied (just for anastomosing the output cannula ofthe LVAD to the aorta) and a 2 cm aortotomy performed(Figure 1(a)) Th output cannula of the LVAD was anas-tomosed to the ascending aorta and the input cannula

BioMed Research International 3

(23 F Medtronic Ultraflex Metdtronic Inc MinneapolisUSA) was placed through the apex of the left ventricleTh implant of the input cannula is practiced by placingtwo circular sutures (Figure 1(b)) and then the cannula wasplaced with two turnstiles around the cannula (Figure 1(c))Finally both cannulas were connected to the device LVADplacement was without cardiopulmonary bypass and withoutcardioplegia Console parameters were adjusted to obtain apump fl w of 50 (partial support) of the baseline cardiacoutput (cardiac output before LVAD is initiated) using thepulmonary artery catheter for 30 minutes Input flow wasmeasured using an ultrasound transducer (EMTEC Ger-many) attached to the input cannula of the device

22 Organ Blood FlowMeasurements Colored microspheres(Dye-Trak Triton Technology Inc San Diego CA USA)were used to measure organ blood flow Once the LVAD wasimplanted (before the start of LVAD baseline) yellow micro-spheres (diameter of 12 microns) were injected into the leftatrium (15 million microspheres per injection) The LVADwas then initiated and violet microspheres were injectedafter 30 minutes of partial support After each experimentthe animal was sacrific d using potassium chloride andtissue samples of both brain hemispheres (right and leftfrontal lobe) heart (right and left ventricles) liver lung(middle lobe of right lung) kidney and ileum were obtainedto measure organ blood fl w Th basic principle of alldeposition techniques for regional fl w measurement is thatthe deposition is proportional to the flow (per unit volume ormass of tissue) Due to the movement of microspheres out ofthe capillaries into the interstitium retention of microspheresis excellent Th idea is that deposited markers give a measureof flow per unit volume of tissue at the level of the capillariesTh microspheres were isolated from tissue by digestionwith potassium hydroxide they were centrifugated the dyeswere extracted from the colored microspheres and theseparation of colors and measurement of their concentrationwas performed by spectrometry [19 20]

23 Markers of Tissue Injury Serum levels of total biliru-bin alanine aminotransferase aspartate aminotransferasegamma-glutamyl transpeptidase and alkaline phosphatasewere evaluated as parameters of hepatobiliary functionCreatinine and urea were studied as parameters of renalfunction Lactate dehydrogenase and lactate were measuredas nonspecifi indicators of tissue injury All previouslydescribed markers of tissue injury and nitric oxide (NO) werestudied at baseline (after implantation before turning it on)and 30 minutes aft r implantation of the LVAD

24 Hemodynamic Measurements Th hemodynamic dataincluded heart rate mean arterial pressure mean pulmonaryarterial pressure central venous pressure pulmonary cap-illary wedge pressure systemic vascular resistance indexpulmonary vascular resistance index continuous cardiacoutput and mixed venous oxygen saturation all of whichwere recorded at baseline and 30 minutes after implantationof the LVAD Body temperature was also studied

25 Hematologic Parameters and Arterial Blood Gas Mea-surements A femoral arterial catheter was used to performthe hematologic and blood gas analyses at baseline and 30minutes after implantation of the LVAD

26 Data Analysis and Statistics Th primary endpoint wasorgan blood fl w in the LVAD which was compared betweenthe two groups The variable was expressed as mean plusmnSEM We used the Kolmogorov-Smirnov test to analyze thedistribution of quantitative variables between-group com-parisons were based on the 119905-test for independent samplesStatistical signific nce was set at a 119875 value of lt005 Thestatistical analysis was performed using IBM SPSS Statisticsfor Windows version 200 (IBM Corp Armonk NY USA)and S-PLUS 61

3 Results

31 Physiological Parameters No differences were detectedbetween the groups (sevoflurane versus propofol) in terms ofage (143 plusmn 7 versus 126 plusmn 10 days 119875 = 028) weight (34 plusmn 1versus 25plusmn3 kg119875 = 0052) or height (93plusmn2 versus 87plusmn1 cm119875 = 007)

32 Effect of Anesthetics on Organ Blood Flow Blood flowwas significantly higher in the brain (both frontal lobes)(Figures 2(a) and 2(b)) heart (both ventricles) (Figures 3(a)and 3(b)) and liver (Figure 4(a)) after 30 minutes of partialsupport in the sevofl rane group than in the propofol groupalthough no significant diff rences were recorded for the lung(Figure 4(b)) kidney (Figure 5(a)) or ileum (Figure 5(b))

33 Effe t of Anesthetics onMarkers of Tissue Injury and NitricOxide Serum levels of alanine aminotransferase and totalbilirubin were signific ntly higher after 30 minutes of partialsupport in the group that received propofol However therewere no significant diff rences between the groups in otherparameters of liver function and kidney function or in lacticacid levels (Table 1) There were no diff rences between thegroups in nitric oxide in plasma (Table 1)

34 Hemodynamic Parameters No differences were foundbetween the groups in pump fl w of LVAD (propofolgroup 094 plusmn 009 Lmin versus sevoflurane group 101 plusmn009 Lmin)

The hemodynamic parameters showed marked stabilityin both groups there were no significant diff rences ineither the sevofl rane group or the propofol group beforeimplantation of the LVAD and aft r 30 minutes of partialsupport (Table 2)

35 Hematologic Parameters and Blood Gas Analysis Nostatistically signific nt differences were found between thegroups for hemoglobin and hematocrit after 30 minutes(Table 3) Arterial oxygenation systemic arterial PCO

2

bicarbonate and pH were similar in both groups beforeimplantation and aft r 30 minutes of partial support(Table 3)

4 BioMed Research International

P(lowast)

S

P

S

0

50

100

150

200

250M

icro

sphe

res (

)

Baseline

Right cerebral hemisphere

PS 30min

(a)

P(lowast)

Baseline

SP

S

0

50

100

150

200

250

Mic

rosp

here

s (

)

Left cerebral hemisphere

PS 30min

(b)

Figur e 2 Date are expressed as the mean plusmn standard error of the mean Cerebral blood fl w in the right frontal lobe (a) and left frontal lobe(b) of pigs with a ventricular assist device in both groups sevofl rane (S) and propofol (P) at baseline and after 30 minutes of partial supportStatistically signific nt differences are shown lowast119875 lt 005 versus sevofl rane

P(lowast)

Baseline

SP

S

0

50

100

150

200

250

Mic

rosp

here

s (

)

Right ventricle

PS 30min

(a)

P(lowast)

S

P

S

0

50

100

150

200

250

Mic

rosp

here

s (

)

Baseline

Left entricle

PS 30min

(b)

Figur e 3 Date are expressed as the mean plusmn standard error of the mean Blood fl w in the right ventricle (a) and left ventricle (b) of pigs witha ventricular assist device in both groups sevofl rane (S) and propofol (P) at baseline and after 30 minutes of partial support Statisticallysignific nt differences are shown lowast119875 lt 005 versus sevofl rane

P(lowast)

SP

S

0

50

100

150

200

250

Mic

rosp

here

s (

)

Baseline

Liver

PS 30min

(a)

Baseline

S

P

S

P

0

50

100

150

200

250

Mic

rosp

here

s (

)

Lung

PS 30min

(b)

Figur e 4 Date are expressed as the mean plusmn standard error of the mean Blood flow in the liver (a) and lung (b) of pigs with a ventricular assistdevice in both groups sevoflurane (S) and propofol (P) at baseline and after 30 minutes of partial support Statistically signific nt differencesare shown lowast119875 lt 005 versus sevofl rane

BioMed Research International 5

S P

SP

0

50

100

150

200

250M

icro

sphe

res (

)

Baseline

Kidney

PS 30min

(a)

Baseline

S

P

S

P

0

50

100

150

200

250

Mic

rosp

here

s (

)

Ileum

PS 30min

(b)

Figur e 5 Date are expressed as the mean plusmn standard error of the mean Blood fl w in the kidney (a) and ileum (b) of pigs with a ventricularassist device in both groups sevofl rane (S) and propofol (P) at baseline and after 30 minutes of partial support

4 Discussion

Th results obtained show that compared with propofolanesthesia with sevoflurane increases blood fl w in thebrain liver and heart tissue aft r implantation of an LVADunder conditions of partial support in a porcine model Inaddition increased levels of serum markers of cellular injuryin LVAD were observed with propofol To our knowledgethis is the first study to demonstrate a benefici l effect ofsevofl rane compared with propofol on organ blood flow in aBiomedicus 540 centrifugal pump in a porcine model The efindi gs justify further investigation to determine whethersevoflurane modifie organ blood fl w in clinical settings

Th number of patients diagnosed with advanced heartfailure is increasing worldwide and LVAD is a pivotaltreatment option for end-stage heart failure [21] Becausecomplications in the use of LVAD (multiple organ fail-ure right ventricular failure neurological dysfunction andarrhythmias) have been reported [22 23] anesthesia andperioperative management of these critically compromisedpatients requires extensive monitoring special anestheticmanagement with appropriate drugs and expert postopera-tive care [24 25]

41Effect of Anesthetics on Organ Blood Flow Several studieshave reported changes in organ blood flow in responseto the administration of volatile anesthetics and propofol[11ndash13 26ndash28] although this effect has not been analyzedduring implantation of an LVAD Sevofl rane and propo-fol are frequently used as maintenance anesthetics duringplacement of an LVAD [29] Some authors have associatedreduced cerebral blood fl w with both drugs [12] howeverwe only found greater cerebral blood flow in sevofl rane-anesthetized animals with an LVAD Patients with LVADare associated with neurologic events Th most commoncauses are thromboembolism and hemorrhagic stroke andless frequent causes are ischemia due to low perfusion andair embolism [30] However we are not sure that a higherfl w reduces the occurrence of ischemia due to air embolismAccording to our results sevoflurane could be a good option

to lower the incidence of ischemia due to low perfusion inLVAD-supported patients

Th results of some studies support cardiac and hepaticprotective effects of sevoflurane with respect to propofolaft r coronary artery surgery in humans [14 16] Our resultsalso support the beneficial effect of sevofl rane comparedwith propofol on the heart and liver in LVAD However nodifferences were observed with sevoflurane compared withpropofol for blood fl w in other organs (lung kidney andintestine) The different blood fl w response to sevofluranecould be explained by its dose-dependent effect [26ndash28]

Propofol and sevofl rane are used during cardiac surgeryPropofol exerts cardioprotective effects by different mecha-nisms in the isolated heart it attenuates metabolic changesinduced by exogenously applied hydrogen peroxide [31]reduces infarct size by inhibition of GSK-3120573 activity (propo-fol induces cardiac preconditioning) [32] and attenuatesischemia-reperfusion injury mediated through increase innitric oxide synthase activity and NO production (cardiacfunction and coronary flow are improved with propofol)[33 34] In our study there were no differences in NObetween both groups sevofl rane and propofol Propofolattenuates the changes in myocardial tissue levels of adeninenucleotides and lactate during ischemia reduces troponinI release on reperfusion after cardioplegic arrest in car-diopulmonary bypass in a model porcine [35] and showsantiarrhythmic effect during myocardial ischemia in rats[36] However cardiopulmonary bypass (CPB) is knownto alter the plasma propofol concentrations (hemodilutionhypotension hypothermia isolation of the lungs from thecirculation and possible sequestration of drugs in the bypasscircuit affect drugs plasma concentrations) [37]

Sevoflurane also induces preconditioning and attenu-ates myocardial ischemiareperfusion injury via caveolin-3-dependent cyclooxygenase-2 inhibition AMP-activated pro-tein kinase and antioxidative effects in experimental studies[38ndash40] Clinical studies show that sevoflurane providescardioprotection in patients undergoing coronary arterybypass graft (CABG) [41] and there is some data that showsthat troponin T levels after off- ump CABG were lower in

6 BioMed Research International

Ta ble 1 Markers of tissue injury and nitric oxide in both groups(propofol and sevoflurane) at baseline and 30 minutes after implan-tation of a left ventricular assist device

Propofol119899 = 5

Sevofl rane119899 = 5

119875 values

ALT (UL)Baseline 29 plusmn 2 25 plusmn 2 0221PS 301015840 29 plusmn 2 23 plusmn 2 0048lowast

AST (UL)Baseline 50 plusmn 10 35plusmn 3 0116PS 301015840 94 plusmn 46 44 plusmn 3 0358

Bilirubin (mgdL)Baseline 025 plusmn 006 013plusmn 002 0081PS 301015840 024 plusmn 002 012plusmn 004 0028lowast

GGT (UL)Baseline 63 plusmn 12 55 plusmn 8 0584PS 301015840 62 plusmn 22 47 plusmn 8 0496

AP (UL)Baseline 82 plusmn 8 72 plusmn 8 0428PS 301015840 89 plusmn 12 79 plusmn 7 0507

LDH (UL)Baseline 330 plusmn 19 331plusmn 13 0943PS 301015840 374 plusmn 18 347 plusmn 27 0420

Creatinine (mgdL)Baseline 044 plusmn 003 057 plusmn 006 0085PS 301015840 045 plusmn 003 047 plusmn 003 0596

Urea (mgdL)Baseline 272 plusmn 22 222 plusmn 09 0059PS 301015840 282 plusmn 26 222 plusmn 12 0053

Lactic acidBaseline 15 plusmn 05 11plusmn 02 0453PS 301015840 15plusmn 03 12plusmn 02 0434

NO (120583M)Baseline 418 plusmn 47 691plusmn 47 0056PS 301015840 280 plusmn 92 478 plusmn 92 0270

Data are expressed as the mean plusmn standard error of the mean ALT alaninetransaminase AST aspartate aminotransferase GGT gamma-glutamyltranspeptidase AP alkaline phosphatase (AP) LDH lactate dehydrogenaseNO nitric oxide PS partial support Statistically signific nt differences areshown lowast119875 lt 005 propofol versus sevofl rane

patients receiving sevofl rane compared to propofol [42]In this context cardioprotection by sevoflurane comparedto propofol could also be superior in patients undergoingnoncardiac surgery [43] However troponin T increasedin patients undergoing repair of congenital heart defectwith cardiopulmonary bypass anesthetized with propofol andsevoflurane [44] In our study we did not use cardiopul-monary bypass (there was no ischemiareperfusion) in LVADimplantation

It is known that sevoflurane tends to cause vasodilatationcerebral increases cerebral blood flow (CBF) and decreasescerebrovascular resistance [45] However propofol produces

Ta ble 2 Hemodynamic parameters in both groups (propofol andsevofl rane) at baseline and 30 minutes after implantation of a leftventricular assist device

Propofol119899 = 5

Sevofl rane119899 = 5

119875 values

HR (beatsmin)Baseline 95 plusmn 4 89 plusmn 9 0546PS 301015840 101plusmn 6 101plusmn 6 0964

APm (mmHg)Baseline 70 plusmn 3 65 plusmn 5 0384PS 301015840 65 plusmn 8 74 plusmn 7 0404

PAPm (mmHg)Baseline 23 plusmn 2 25 plusmn 2 0506PS 301015840 27 plusmn 1 33 plusmn 3 0083

CVP (mmHg)Baseline 15 plusmn 1 15 plusmn 1 0856PS 301015840 14plusmn 3 16 plusmn 2 0584

CPP (mmHg)Baseline 18 plusmn 1 18 plusmn 1 0471PS 301015840 15plusmn 05 19 plusmn 1 0052

SVRIBaseline 1583 plusmn 199 1368 plusmn 143 0450PS 301015840 1128 plusmn 173 1433 plusmn 234 0351

PVRIBaseline 171plusmn 65 159 plusmn 32 0877PS 301015840 217 plusmn 37 339 plusmn 85 0269

CO (Lmin)Baseline 24 plusmn 03 3 plusmn 03 0185PS 301015840 25 plusmn 04 31plusmn 04 0347

SvO2 ()Baseline 77 plusmn 4 82 plusmn 3 0429PS 301015840 82 plusmn 1 89 plusmn 3 0150119879 (∘C)

Baseline 351plusmn 02 359 plusmn 03 0080PS 301015840 339 plusmn 04 346 plusmn 04 0332

Data are expressed as the mean plusmn standard error of the mean HRheart rate APm mean arterial blood pressure PAPm pulmonary arterymean pressure CVP central venous pressure CPP pulmonary capillarywedge pressure SVRI systemic vascular resistance index PVRI pulmonaryvascular resistance index CO continuous cardiac output SvO2 mixedvenous oxygen saturation 119879 temperature PS partial support

cerebral vasoconstriction indirectly by reducing cerebralmetabolism and causes a decrease in CBF that is well matchedto cerebral metabolism [46] Regarding why in our studysevoflurane increases CBF Kaisti et al [12] confirmed thatCBF is lower with propofol than with sevoflurane

42 Effe t of Anesthetics on Markers of Tissue Injury Thobjective of a VAD is to maintain adequate organ perfusion[2] However liver dysfunction has been observed despiteadequate hemodynamic support with an LVAD [47] Some

BioMed Research International 7

Ta ble 3 Hematologic parameters and blood gas analysis in bothgroups (propofol and sevoflurane) at baseline and 30 minutes afterimplantation of a left ventricular assist device

Propofol119899 = 5

Sevofl rane119899 = 5

119875 values

pHBaseline 74 plusmn 003 74 plusmn 002 0314PS 301015840 73 plusmn 003 74 plusmn 002 0583

PO2 (mmHg)Baseline 503 plusmn 24 425 plusmn 42 0147PS 301015840 492 plusmn 43 483 plusmn 25 0867

PCO2 (mmHg)Baseline 35 plusmn 2 38 plusmn 2 0428PS 301015840 38 plusmn 3 42 plusmn 3 0322

HCO3minus (mmolL)

Baseline 22 plusmn 1 26 plusmn 1 0073PS 301015840 21plusmn 1 24 plusmn 1 0052

Hb (gdL)Baseline 70 plusmn 01 74 plusmn 04 0337PS 301015840 80 plusmn 05 83 plusmn 07 0730

Hct ()Baseline 197 plusmn 03 219plusmn 12 0148PS 301015840 225plusmn 14 245 plusmn 20 0452

Data are expressed as the mean plusmn standard error of the mean PO2 partialpressure of oxygen PCO2 partial pressure of carbon dioxide HCO3

minusbicarbonate Hb hemoglobin Hcto hematocrit PS partial support

authors have reported hyperbilirubinemia in patients follow-ing implantation of an LVAD by hepatic sinusoid endothelialdysfunction [48] or cardiac congestion [49] In our studytotal bilirubin was higher in propofol-anesthetized animalsthan in sevoflurane-anesthetized animals this finding wasconsistent with reduced blood fl w in the liver and heart withrespect to sevoflurane-anesthetized pigs

Bernard et al [50] found a portal blood fl w decreasedat both 12 and 2 MAC sevoflurane whereas an increase inhepatic arterial blood flow was recorded at 2 MAC Thesefindi gs could explain why sevoflurane increases hepaticblood fl w in our study

43 Benefit of the Results for the Clinics In our study theuse of sevoflurane leads to better outcomes after LVADimplantation by optimizing blood flow in the heart brainand liver Although the necessary time to place an LVADis short the use of volatile anesthetic in cardiac surgerypotentially reduces long-term cardiovascular complicationsand mortality [51] Furthermore intraoperative and post-operative sevoflurane administration in patients undergo-ing off-pump CABG could improve the cardioprotectiveeffect compared with patients who received sevofl rane onlyin the intraoperative period [42] It is possible becausethere is a disposable delivery system (AnaConDa) that isdesigned for halogenated sedation of patients in ICU [42]LVAD biventricular assist device (BIVAD) and extracor-poreal membrane oxygenation (ECMO) are associated with

a high incidence of complications (bleeding and tamponaderequiring reexploration right ventricular failure respiratoryfailure acute respiratory distress syndrome and pulmonaryedema neurologic complications renal and hepatic failureand infection) [5] and patients with complications are likelyto require sedation and mechanical ventilation for a longertime period in ICU [52] The e patients could benefit fromthe sevofl rane eff ct over organs flow not only during theintraoperative but also during the postoperative recoveryperiod in the ICU

44 Study Limitations Th present study is subject to a seriesof limitations First the LVAD is designed to be used inpatients with heart failure therefore our results may notbe directly applicable in clinical practice because we used ahealthy heart as described elsewhere [53 54] Thi limitationshould be addressed in an animal cardiogenic shock modelSecond since we studied the short-term effects of anesthetics(propofol and sevoflurane) in animals with an LVAD thelong-term eff cts of these drugs on organ blood flow warrantfurther investigation Third the effects of inhaled anesthetics[26ndash28 55] and the intravenous anesthesia (propofol opi-oids) [56 57] may be dose-dependent Th concentration ofsevoflurane we used represents approximately 1 minimumalveolar concentration which is similar to the concentrationused in other studies that show benefici l effects in a model ofischemia-reperfusion aft r thoracic-aortic occlusion in pigs[58]

We found that sevofl rane could be superior to propofolwith respect to blood fl w in the brain liver and hearttissue in a porcine model with LVAD These findings mayhave signific nt clinical implications for anesthesiologistsregarding the choice of sevoflurane in patients with an LVAD

Conflict of Interests

The authors declare that there is no conflict of interestsregarding the publication of this paper

Acknowledgment

This work was supported by FIS (PI081480)

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[55] I Nasu N Yokoo S Takaoka et al ldquoThe dose-dependent effectsof isofl rane on outcome from severe forebrain ischemia in theratrdquo Anesthesia and Analgesia vol 103 no 2 pp 413ndash418 2006

[56] S Mathur P Farhangkhgoee and M Karmazyn ldquoCardiopro-tective effects of propofol and sevoflurane in ischemic andreperfused rat hearts role of K(ATP) channels and interactionwith the sodium-hydrogen exchange inhibitor HOE 642 (cari-poride)rdquo Anesthesiology vol 91 no 5 pp 1349ndash1360 1999

[57] Y Zhang M G Irwin and T M Wong ldquoRemifentanil pre-conditioning protects against ischemic injury in the intact ratheartrdquo Anesthesiology vol 101 no 4 pp 918ndash923 2004

[58] T Annecke J C Kubitz S Kahr et al ldquoEffects of sevofluraneand propofol on ischaemia-reperfusion injury after thoracic-aortic occlusion in pigsrdquo British Journal of Anaesthesia vol 98no 5 pp 581ndash590 2007

  • Tesis Paloma Morillas Sendiacuten
    • Portada
    • AGRADECIMIENTOS
    • LISTA DE ABREVIATURAS
    • IacuteNDICE
    • Resumen y Abstract
      • Abstract
        • 1 Introduccioacuten
        • 2 Hipoacutetesis y Objetivos
        • 3 Material y Meacutetodo
        • 4 Resultados
        • 5 Discusioacuten
        • 6 Conclusiones
        • Bibliografiacutea
        • Iacutendice de Figuras y Tablas
        • ANEXO
Page 2: UNIVERSIDAD COMPLUTENSE DE MADRIDinflamatorias y redox (proteína de choque térmico 70, C3a, factor de necrosis tumoral, óxido nítrico). Discusión: En este trabajo hemos tratado

Universidad Complutense de Madrid

Facultad de Medicina

Departamento de Farmacologiacutea

Efecto anesteacutesico en el dispositivo de asistencia mecaacutenica circulatoria

anestesia intravenosa frente a anestesia inhalatoria Estudio experimental

TESIS DOCTORAL

Paloma Morillas Sendiacuten

MADRID 2015

Universidad Complutense de Madrid

Facultad de Medicina

Departamento de Farmacologiacutea

Efecto anesteacutesico en el dispositivo de asistencia mecaacutenica circulatoria

anestesia intravenosa frente a anestesia inhalatoria Estudio experimental

TESIS DOCTORAL

Paloma Morillas Sendiacuten

MADRID 2015

Directores Dra Mariacutea Begontildea Quintana Villamandos

Dra Mariacutea Jesuacutes Delgado Martos

Dr Emilio Delgado Baeza

Mordf BEGONtildeA QUINTANA VILLAMANDOS Profesor Asociado del Departamento de Farmacologiacutea Facultad de Medicina de la UCM Meacutedico Adjunto del Departamento de Anestesiologiacutea y Reanimacioacuten del HGUGM y Miembro del Instituto de Investigacioacuten Sanitaria Gregorio Marantildeoacuten Mordf JESUacuteS DELGADO MARTOS Profesor Titular de la Universidad Francisco de Vitoria de Madrid Doctor en Ciencias Bioloacutegicas y Miembro del Instituto de Investigacioacuten Sanitaria Gregorio Marantildeoacuten y EMILIO DELGADO BAEZA Doctor en Medicina y Cirugiacutea y Miembro del Instituto de Investigacioacuten Sanitaria Gregorio Marantildeoacuten CERTIFICAN Que el trabajo titulado ldquoEFECTO ANESTEacuteSICO EN EL DISPOSITIVO DE ASISTENCIA MECAacuteNICA CIRCULATORIA ANESTESIA INTRAVENOSA FRENTE A ANESTESIA INHALATORIA ESTUDIO EXPERIMENTALrdquo presentado por Dordf Paloma Morillas Sendiacuten ha sido realizado bajo nuestra direccioacuten y consideramos que reuacutene las condiciones para ser leiacutedo y defendido como TESIS DOCTORAL en la Universidad Complutense de Madrid Y para que conste a efectos acadeacutemicos expedimos el presente informe en Madrid a veintidoacutes de Septiembre de dos mil quince Mordf Begontildea Quintana Mordf Jesuacutes Delgado Emilio Delgado

A mis padres

Procuremos agradar e instruir nunca asombrar

Santiago Ramoacuten y Cajal

13 Agradecimientos13

13 13 13

5

AGRADECIMIENTOS

Deseo expresar mi maacutes carintildeoso agradecimiento

A la Prof Begontildea Quintana Villamandos por ser el alma del proyecto por su

confianza en miacute para realizar este trabajo junto con su permanente e inmensa

dedicacioacuten

A la Prof Mariacutea Jesuacutes Delgado Martos por su inestimable ayuda teacutecnica y

soporte

Al Prof Emilio Delgado Baeza por una vida dedicada a la investigacioacuten y por

su intenso afaacuten por transmitir sus conocimientos

Al Prof Juan Francisco del Cantildeizo investigador docente e inventor de

dispositivos de asistencia mecaacutenica circulatoria por transmitir motivacioacuten e

ilusioacuten en esta liacutenea de investigacioacuten

A mis compantildeeros de investigacioacuten adjuntos y residentes del Servicio de

Anestesiologiacutea y del de Cirugiacutea Cardiacuteaca a los miembros del Departamento de

Cirugiacutea Experimental del Hospital General Universitario Gregorio Marantildeoacuten sin

los cuales este trabajo no hubiera sido posible

A mis amigos que han estado apoyaacutendome en los momentos maacutes difiacuteciles y

decisivos

13 Agradecimientos13

13 13 13

6

A mis padres por su constante estiacutemulo y fuerza para enfrentarme a los

proyectos a mis abuelos por sus buenos consejos y a mis hermanos Ignacio y

Cristina

A Luciano por su paciencia y apoyo por el tiempo que me ha concedido Sin

su apoyo este trabajo nunca se hubiera escrito

A todos muchas gracias

13 Lista13 de13 Abreviaturas13

13 13 13

7

LISTA DE ABREVIATURAS

AAs Momento antes de iniciar la asistencia

Abs Absorbancia

ACCAHA Colegio Americano de Cardiologiacutea y Asociacioacuten de Cardiologiacutea

Americana

ALT Alanina aminotransferasa

AST Aspartato aminotrasnferasa

AMC Asistencia mecaacutenica circulatoria

AP 30acute Momento transcurridos 30 minutos de asistencia parcial de AMC

AVM Asistencia ventricular mecaacutenica

C3a Complemento C3 activado

CAM Concentracioacuten alveolar miacutenima

CAP Cateacuteter de arteria pulmonar o Swan-Ganz

CO Monoacutexido de carbono

DAV Dispositivo de asistencia ventricular

ECMO Oxigenador de membrana extracorpoacuterea

eNOS Oacutexido niacutetrico sintasa endotelial

FA Fraccioacuten alveolar

FA Fosfatasa alcalina

FC Frecuencia cardiaca

FEVI Fraccioacuten de eyeccioacuten del ventriacuteculo izquierdo

FI Fraccioacuten inspiratoria

Fig Figura

FSC Flujo sanguiacuteneo cerebral

FSCr Flujo sanguiacuteneo cerebral regional

GC Gasto cardiaco

13 Lista13 de13 Abreviaturas13

13 13 13

8

GGT gamma-guamil-transpeptidasa

Hb Hemoglobina

Hcto Hematocrito

Hsp Heat shock protein (proteiacutena de choque teacutermico)

HGUGM Hospital General Universitario Gregorio Marantildeoacuten

IC Insuficiencia cardiaca

Ic Iacutendice cardiaco

IL Interleukinas

im Intramuscular

iNOS Oacutexido niacutetrico sintasa inducible

IRVS Iacutendice de resistencias vasculares sisteacutemicas

ITSVD Iacutendice de trabajo sistoacutelico del ventriacuteculo derecho

ITSVI Iacutendice de trabajo sistoacutelico del ventriacuteculo izquierdo

iv intravenoso

IVS Iacutendice de volumen sistoacutelico

LDH lactato deshidrogenasa

LPO Lipoperoxidasa

LVAD Dispositivo de asistencia mecaacutenica de ventriacuteculo izquierdo

MDA Malondihaldeiacutedo

ME Microesferas

MPO Mieloperoxidasa

NADPH Nicotinamida adenina dinucleoacutetido fosfato

nNOS Oacutexido niacutetrico sintasa neuronal

NO Oacutexido niacutetrico

NOS Oacutexido niacutetrico sintasa o sintetasa

PA Presioacuten arterial

PaCO2 Presioacuten arterial de dioacutexido de carbono

13 Lista13 de13 Abreviaturas13

13 13 13

9

PAD Presioacuten arterial diastoacutelica

PAm Presioacuten arterial media

PaO2 Presioacuten arterial de oxiacutegeno

PAP Presioacuten arteria pulmonar

PAPD Presioacuten arterial pulmonar diastoacutelica

PAPm Presioacuten arterial pulmonar media

PAPS Presioacuten arterial pulmonar sistoacutelica

PAS Presioacuten arterial sistoacutelica

PCP Presioacuten capilar pulmonar

PCR Proteiacutena C-reactiva

PIC Presioacuten intracraneal

PNC Peacuteptido natriureacutetico cerebral

PROP Grupo propofol

PVC Presioacuten venosa central

Qp Flujo sanguiacuteneo pulmonar

Qs Flujo sanguiacuteneo sisteacutemico

RCV Resistencia cerebrovascular

RCV Resistencia cerebrovascular

RCVr Resistencia cerebrovascular regional

RD Real Decreto

RLO Radicales libres de oxiacutegeno

rMTT o TMTr Traacutensito cerebral vascular regional

RNS Especies reactivas de nitroacutegeno

ROS Especies reactivas de oxiacutegeno

RVP Resistencias vasculares pulmonares

RVS Resistencias vasculares sisteacutemicas

SEM Error estaacutendar de la media

13 Lista13 de13 Abreviaturas13

13 13 13

10

SEVO Grupo Sevoflurano

SvO2 Saturacioacuten venosa de oxiacutegeno

Tordf Temperatura

TMTr o rMTT Traacutensito cerebral vascular regional

TNF Factor de necrosis tumoral

UCI Unidad cuidados intensivos

VI Ventriacuteculo izquierdo

VS Volumen sistoacutelico

VSC Volumen sistoacutelico cerebral

VSCr Volumen sistoacutelico cerebral regional

13 Iacutendice13

13 13 13

11

IacuteNDICE

Paacuteg

RESUMEN Y ABSTRACT

1- INTRODUCCIOacuteN

14

28

11 FAacuteRMACOS ANESTEacuteSICOS PROPOFOL Y SEVOFLURANO 29

111 Propiedades 29

112 Faacutermacos hipnoacuteticos y cirugiacutea cardiovascular 37

113 Efecto de los anesteacutesicos sobre el flujo de los oacuterganos 41

114 Efecto de los anesteacutesicos sobre los biomarcadores de

respuesta inflamatoria y oacutexido niacutetrico

41

12 ASISTENCIA MECAacuteNICA CIRCULATORIA 44

121 Concepto de asistencia mecaacutenica circulatoria 44

122 Clasificacioacuten y principales dispositivos 51

123 Asistencia mecaacutenica circulatoria parcial y total 60

124 Asistencia mecaacutenica circulatoria y flujo de los oacuterganos 61

125 Asistencia mecaacutenica circulatoria y respuesta inflamatoria 62

13 JUSTIFICACIOacuteN 71

2- HIPOacuteTESIS Y OBJETIVOS 73

21 HIPOacuteTESIS 74

22 OBJETIVOS 74

23 PLANTEAMIENTO 75

13 Iacutendice13

13 13 13

12

3- MATERIAL Y MEacuteTODO 77

31 MATERIAL

78

311- Animal de experimentacioacuten 78

312- Quiroacutefano e instalaciones 79

313- Material anesteacutesico 80

314- Dispositivo de asistencia ventricular Bomba Biomeacutedicus 82

315- Marcadores del flujo de los oacuterganos 87

316- Marcadores de respuesta inflamatoria 90

317- Marcador de estreacutes oxidativo 90

32 MEacuteTODO

91

321- Tipo de estudio 91

322- Meacutetodo anesteacutesico 91

323- Meacutetodo quiruacutergico 93

324- Meacutetodo del estudio del flujo de los oacuterganos 97

325- Meacutetodo del estudio de marcadores de dantildeo tisular 103

326- Meacutetodo del estudio de respuesta inflamatoria 104

327- Meacutetodo del estudio de estreacutes oxidativo 106

328- Desarrollo de las experiencias 107

329- Meacutetodo estadiacutestico 108

13 Iacutendice13

13 13 13

13

4- RESULTADOS 111

41 Efecto del propofol y sevoflurano sobre las variables

hemodinaacutemicas

113

42 Efecto del propofol y sevoflurano sobre las variables de la

gasometriacutea arterial y hematoloacutegicas

117

43 Efecto del propofol y sevoflurano sobre las variables

bioquiacutemicas marcadores de dantildeo tisular

119

44 Efecto del propofol y sevoflurano sobre la respuesta

inflamatoria y estreacutes oxidativo

121

45 Efecto del propofol y sevoflurano sobre las microesferas 122

5- DISCUSIOacuteN 132

6- CONCLUSIONES 147

7- BIBLIOGRAFIacuteA 149

8- IacuteNDICE DE FIGURAS Y TABLAS 187

9- ANEXO 192

14

RESUMEN y ABSTRACT

13 Resumen13 y13 Abstract13

13 13 13

15

Introduccioacuten Los dispositivos de asistencia mecaacutenica circulatoria

(AMC) son una opcioacuten terapeacuteutica prometedora para los pacientes con

insuficiencia cardiacuteaca avanzada Pueden actuar como puente al trasplante

como terapia de destino para los pacientes con contraindicaciones para el

trasplante o como un puente hacia un futuro de recuperacioacuten En las uacuteltimas

deacutecadas las AMC se han utilizado cada vez maacutes en los pacientes con

insuficiencia cardiacuteaca terminal ya que el trasplante cardiaco estaacute limitado por

una falta de donantes El principal objetivo de una AMC es mantener la

perfusioacuten de los oacuterganos vitales Para mejorar la salida cliacutenica de la AMC es

necesario optimizar las condiciones perioperatorias (AMC de flujo continuo

monitores hemodinaacutemicos y los faacutermacos anesteacutesicos) en la implantacioacuten de

estos dispositivos Aunque varios estudios muestran los efectos de la AMC en

el flujo de los oacuterganos (corazoacuten cerebro hiacutegado y rintildeoacuten) el efecto de los

anesteacutesicos en el flujo de los oacuterganos en pacientes con una AMC no ha sido

analizado hasta la fecha

Hipoacutetesis y Objetivos Dados los efectos beneficiosos de los

anesteacutesicos volaacutetiles (sevoflurano) en comparacioacuten con la anestesia

intravenosa (propofol) sobre el flujo de los oacuterganos durante la cirugiacutea

cardiovascular la hipoacutetesis que planteamos en este trabajo es que el

sevoflurano en comparacioacuten con el propofol podriacutea aumentar el flujo

sanguiacuteneo de los oacuterganos en pacientes con una AMC izquierda El objetivo

principal de este estudio fue evaluar el efecto del sevoflurano y propofol en el

flujo de los oacuterganos en un dispositivo de AMC de flujo continuo Los objetivos

13 Resumen13 y13 Abstract13

13 13 13

16

secundarios fueron el estudio de los efectos del sevoflurano y del propofol en

los paraacutemetros hemodinaacutemicos gasomeacutetricos y hematoloacutegicos en los

marcadores plasmaacuteticos de dantildeo tisular y en los marcadores plasmaacuteticos de

respuesta inflamatoria y estreacutes oxidativo en un dispositivo de AMC de flujo

continuo

Material y Meacutetodo Diez cerdos fueron divididos en 2 grupos (5 por

grupo) de acuerdo con la anestesia recibida (sevoflurano o propofol) Se

implantoacute una bomba centriacutefuga Biomeacutedicus El flujo sanguiacuteneo de los oacuterganos

(medido mediante el meacutetodo de microesferas de colores)los marcadores de

lesioacuten tisular respuesta inflamatoria y la regulacioacuten redox las variables de la

gasometriacutea arterial hematoloacutegicas y hemodinaacutemicas fueron evaluados al inicio

del estudio (antes del clampaje lateral de la aorta) antes de asistencia (bomba

AMC apagada) y tras 30 minutos de la asistencia parcial

Resultados El flujo sanguiacuteneo fue significativamente mayor en el

cerebro corazoacuten e hiacutegado despueacutes de 30 minutos de asistencia parcial en el

grupo sevoflurano aunque no se registraron diferencias significativas en los

pulmones los rintildeones o el intestino Los niveles seacutericos de alanina

aminotransferasa y bilirrubina total fueron significativamente maacutes altos despueacutes

de 30 minutos de asistencia parcial en el grupo propofol aunque no se

detectaron diferencias significativas entre los grupos en otros paraacutemetros de la

funcioacuten hepaacutetica ni renal Los paraacutemetros hemodinaacutemicos fueron similares en

13 Resumen13 y13 Abstract13

13 13 13

17

ambos grupos No se encontraron diferencias significativas en los paraacutemetros

hematoloacutegicos y anaacutelisis de gases en sangre en las variables de regulacioacuten

inflamatorias y redox (proteiacutena de choque teacutermico 70 C3a factor de necrosis

tumoral oacutexido niacutetrico)

Discusioacuten En este trabajo hemos tratado de dilucidar la importancia de

la optimizacioacuten de los faacutermacos anesteacutesicos (propofol versus sevoflurano) en

los dispositivos de AMC y proponer el protocolo maacutes oacuteptimo en cuanto al flujo

de los oacuterganos la respuesta inflamatoria y el estreacutes oxidativo Consideramos

necesario este estudio ya que en la praacutectica cliacutenica habitual durante las cirugiacuteas

en las que se lleva a cabo el implante de los dispositivos de AMC el

mantenimiento anesteacutesico se realiza con estos faacutermacos (sevoflurano propofol)

y posteriormente los pacientes pueden permanecer sedados en las unidades

de cuidados especiales a la espera de un corazoacuten o a la espera de la

recuperacioacuten del ventriacuteculo nativo

En nuestro estudio no hemos encontrado diferencias en las variables

hemodinaacutemicas entre los dos grupos (sevoflurano y propofol) en AMC sin

embargo en la literatura encontramos estudios que muestran la disminucioacuten en

la presioacuten arterial y en la frecuencia cardiaca asociada al propofol en la

induccioacuten anesteacutesica

Se han realizado diferentes estudios para evaluar los efectos de los

faacutermacos anesteacutesicos sobre el metabolismo y el flujo sanguiacuteneo en el cerebro

Los resultados son sin embargo en parte contradictorios En nuestro trabajo el

13 Resumen13 y13 Abstract13

13 13 13

18

sevoflurano mostroacute un mayor flujo sanguiacuteneo cerebral que el propofol tras la

implantacioacuten de una AMC Este aumento podriacutea deberse a la vasodilatacioacuten

cerebral producida por los anesteacutesicos volaacutetiles no observada con el propofol

De hecho el propofol produce vasoconstriccioacuten cerebral indirectamente al

disminuir el metabolismo cerebral y disminuye la presioacuten intracraneal en

modelos animales El sevoflurano tiene un efecto vasodilatador intriacutenseco

dosis-dependiente sin aumentar la presioacuten intracraneal Las complicaciones

neuroloacutegicas en los pacientes portadores de AMC estaacuten asociadas a una alta

morbilidad y mortalidad siendo su incidencia entre el 2 y el 48 El

tromboembolismo y el accidente cerebro vascular hemorraacutegico son las

complicaciones neuroloacutegicas maacutes frecuentes siendo la isquemia cerebral por

hipoperfusioacuten y el embolismo seacuteptico y aeacutereo menos frecuentes El mayor flujo

sanguiacuteneo cerebral con el sevoflurano observado en nuestro estudio podriacutea

sugerir su indicacioacuten en pacientes con AMC ya que la isquemia cerebral

causada por baja perfusioacuten es una complicacioacuten neuroloacutegica asociada a estos

dispositivos

En nuestro trabajo el sevoflurano mostroacute un mayor flujo sanguiacuteneo en el

corazoacuten que el propofol tras la implantacioacuten de una AMC El sevoflurano y el

propofol son faacutermacos empleados en la praacutectica cliacutenica habitual en la cirugiacutea

cardiaca En la literatura encontramos trabajos que muestran el efecto

cardioprotector del sevoflurano en la cirugiacutea cardiaca en humanos Los

anesteacutesicos volaacutetiles han demostrado directa o indirectamente mejorar el

precondicionamiento isqueacutemico lo que resulta en la cardioproteccioacuten frente al

infarto de miocardio y disfuncioacuten miocaacuterdica irreversible El propofol tambieacuten ha

demostrado cierto efecto cardioprotector en corazones aislados de rata

13 Resumen13 y13 Abstract13

13 13 13

19

disminuyendo la lesioacuten por isquemia-reperfusioacuten (mejorando la funcioacuten cardiaca

y el flujo coronario) mediante un aumento de la oacutexido niacutetrico sintasa y la

produccioacuten de oacutexido niacutetrico En nuestro trabajo los niveles de oacutexido niacutetrico en

plasma fueron similares en ambos protocolos anesteacutesicos (sevoflurano y

propofol)

En nuestro trabajo el sevoflurano mostroacute un mayor flujo sanguiacuteneo en el

hiacutegado que el propofol tras la implantacioacuten de una AMC Estos hallazgos

podriacutean estar relacionados con el aumento del flujo sanguiacuteneo hepaacutetico

encontrado en el grupo del sevoflurano en nuestro trabajo En la literatura

encontramos trabajos que muestran el efecto protector hepaacutetico del

sevoflurano La liberacioacuten de enzimas intracelulares y su deteccioacuten en

muestras de sangre circulante es un meacutetodo aceptado para detectar dantildeo

tisular La lactato deshidrogenasa se encuentra en el citoplasma de diversos

tipos de ceacutelulas y se puede considerar un indicador no especiacutefico de dantildeo

tisular La alanina y la aspartato aminotransferasas son marcadores de dantildeo

hepaacutetico y se han correlacionado con dantildeo histoloacutegico hepaacutetico Ademaacutes la

aspartato aminotransferasa es un enzima intestinal de la seromucosa y se

libera durante la lesioacuten de isquemia-reperfusioacuten intestinal En nuestro trabajo no

hemos encontrado diferencias entre los dos grupos en los valores de las

transaminasas aspartato aminotransferasa y gamma-glutamil-transpeptidasa

fosfatasa alcalina lactato deshidrogenasa creatinina y aacutecido laacutectico Sin

embargo siacute hemos encontrado un descenso del marcador de dantildeo hepaacutetico

(alanina aminotransferasa) en el grupo del sevoflurano con respecto al del

propofol Esto podriacutea estar relacionado con el aumento del flujo hepaacutetico

encontrado en el grupo del sevoflurano

13 Resumen13 y13 Abstract13

13 13 13

20

Es comuacuten la hiperbilirrubinemia en los pacientes tras de la implantacioacuten

de una AMC por disfuncioacuten endotelial del sinusoide hepaacutetico o por la

congestioacuten cardiaca En nuestro trabajo la bilirrubina total fue mayor en los

animales anestesiados con propofol (a los 30minutos de asistencia parcial) con

respecto al grupo del sevoflurano Este hallazgo podriacutea estar relacionado con la

reduccioacuten del flujo sanguiacuteneo en el hiacutegado y el corazoacuten en el grupo del

propofol con respecto a los cerdos anestesiados con sevoflurano

Limitaciones Al analizar nuestro trabajo experimental hemos

encontrado una serie de limitaciones En primer lugar la AMC estaacute disentildeada

para ser utilizada en los pacientes con insuficiencia cardiacuteaca por lo tanto

nuestros resultados no pueden ser directamente aplicables a la praacutectica cliacutenica

ya que nuestro trabajo se ha realizado con animales sanos En segundo lugar

hemos estudiado los efectos a corto plazo de los anesteacutesicos (propofol y

sevoflurano) en animales con una AMC por lo que seriacutea importante realizar

estudios que evaluacuteen si estas diferencias se mantienen en el tiempo En tercer

lugar tanto en los modelos animales como en la praacutectica cliacutenica los efectos de

los anesteacutesicos inhalados sobre el flujo sanguiacuteneo de los oacuterganos pueden ser

dependientes de la dosis administrada Seraacuten por tanto necesarios nuevos

estudios para evaluar la relacioacuten dosis-dependencia y buscar un umbral de

mejora del flujo sanguiacuteneo a nivel orgaacutenico No podemos olvidar la necesidad

de los ensayos cliacutenicos aleatorizados que confirmen en humanos los resultados

obtenidos en este trabajo y que muestren su repercusioacuten cliacutenica

13 Resumen13 y13 Abstract13

13 13 13

21

Conclusiones El sevoflurano muestra con respecto al propofol un

aumento del flujo sanguiacuteneo en el cerebro corazoacuten e hiacutegado en un dispositivo

de AMC de flujo continuo en un modelo porcino Sin embargo no hemos

encontrado diferencias en el flujo sanguiacuteneo del pulmoacuten rintildeoacuten e intestino No

hemos encontrado diferencias significativas en las variables hemodinaacutemicas

de gasometriacutea arterial y hematoloacutegicas entre los dos grupos en los marcadores

plasmaacuteticos de respuesta inflamatoria y estreacutes oxidativo y en los marcadores

plasmaacuteticos de dantildeo tisular en un dispositivo de AMC Este es el primer estudio

que demuestra un efecto beneficioso del sevoflurano en comparacioacuten con el

propofol sobre el flujo sanguiacuteneo en el corazoacuten hiacutegado y cerebro en una

bomba centriacutefuga Biomeacutedicus 540 en un modelo porcino

13 Resumen13 y13 Abstract13

13 13 13

22

Introduction Ventricular assist devices (VAD) are a promising

therapeutic option for patients with advanced heart failure VAD can act as a

bridge to transplantation as a destination therapy for patients with

contraindications to transplantation or as a bridge to a future recovery In the

last few decades VADs have been increasingly used in patients with end-stage

heart failure because heart transplantation is limited by a marked lack of

donors The main purpose of a VAD is to maintain perfusion of vital organs To

improve the clinical output of the VAD it is necessary to optimize perioperative

conditions (continuous-flow VAD hemodynamic monitors and anesthetic

drugs) Although several studies show the effects of the VAD on organ blood

flow (heart brain liver and kidney) the effect of anesthetics on organ blood

flow in patients with a VAD has not been analyzed to date Several studies have

reported data on the response of organ blood flow to the administration of

various anesthetics although this effect remains unclear for VAD

Hypothesis and Objectives Given the beneficial effects of volatile

anesthetics (sevoflurane) compared with intravenous anesthesia (propofol) on

organ blood flow during cardiovascular surgery we hypothesized that

compared with propofol sevoflurane would increase organ blood flow in

patients with a VAD The main objective of this study was to assess the effect of

sevoflurane and propofol in on organ blood flow in a porcine model with a VAD

Other objectives were to study the effects of sevoflurane and propofol on

hemodynamic parameters blood gas and hematologic on plasma markers of

tissue damage and on plasma markers of inflammatory response and oxidative

13 Resumen13 y13 Abstract13

13 13 13

23

stress in a porcine model with a VAD

Matherial and Methods Ten healthy minipigs were divided into 2

groups (5 per group) according to the anesthetic received (sevoflurane or

propofol) A Biomedicus centrifugal pump was implanted Organ blood flow

(measured using colored microspheres) markers of tissue injury inflammatory

response and redox regulation gasometric hematologic and hemodynamic

parameters were assessed at baseline (before lateral clamping of the aorta)

before assistance (pump off) and after 30 minutes of partial support

Results Blood flow was significantly higher in the brain heart and liver

after 30 minutes in the sevoflurane group although no significant differences

were recorded for the lung kidneys or gut Serum levels of alanine

aminotransferase and total bilirubin were significantly higher after 30 minutes in

the propofol group although no significant differences were detected between

the groups for other parameters of liver and kidney function The hemodynamic

parameters were similar in both groups No significant differences were found in

hematologic and blood gas analysis parameters neither in inflammatory and

redox regulation parameters (Heat Shock Protein 70 C3a tumour necrosis

factor nitric oxide)

13 Resumen13 y13 Abstract13

13 13 13

24

Discussion In this study we have tried to elucidate the importance of

optimization of anesthetic drugs (propofol versus sevoflurane) in VAD and

propose the best protocol for organ flow inflammatory response and oxidative

stress We consider this study necessary since in routine clinical practice

surgeries with a VAD implant the anesthetic maintenance is performed with

these drugs (sevoflurane propofol) and afterwards sedated patients can

remain in special units for heart care or waiting for recovery of the native

ventricle

In our study we found no differences in hemodynamic variables between

the two groups (sevoflurane and propofol) in VAD however in the literature

there are studies showing a decrease in blood pressure and heart rate

associated with propofol anesthetic induction

Several studies have been made to evaluate the effects of anesthetic

drugs on metabolism and cerebral blood flow The results are however

partially contradictory In our study sevoflurane showed increased cerebral

blood flow compared to propofol after implantation of a VAD This increase of

cerebral blood flow may be due to cerebral vasodilation produced by volatile

anesthetics but not with propofol In fact propofol produces cerebral

vasocronstriction indirectly by decreasing cerebral metabolism and lowers

intracranial pressure in dogs Sevoflurane has intrinsic vasodilatory dose-

dependent effect without increasing intracranial pressure Neurological

complications in patients with VAD are associated with high morbidity and

mortality with an incidence between 2 and 48 Thromboembolism and

hemorrhagic stroke are the most common neurological complications while

13 Resumen13 y13 Abstract13

13 13 13

25

cerebral ischemia hypoperfusion and septic and air embolism are less frequent

The increased cerebral blood flow with sevoflurane we observed in our study

may suggest its indication in patients with VAD since cerebral ischemia caused

by low perfusion is a neurological complication associated with these devices

In our study sevoflurane showed higher blood flow in the heart that

propofol after implantation of VAD Sevoflurane and propofol are drugs used in

clinical practice in cardiac surgery We find papers in the literature showing the

cardioprotective effect of sevoflurane in cardiac surgery in humans Volatile

anesthetics have proven to enhance directly or indirectly ischemic

preconditioning resulting in cardioprotection against irreversible myocardial

infarction and myocardial dysfunction Propofol has also demonstrated a

cardioprotective effect in isolated rat hearts reducing ischemia-reperfusion

(cardiac function and improving coronary flow) by increasing nitric oxide

synthase and nitric oxide production In our study nitric oxide levels in plasma

were similar in both protocols anesthetics (sevoflurane and propofol)

In our study sevoflurane showed higher blood flow in the liver that

propofol after implantation of VAD These findings may be related to increased

hepatic blood flow found in the group of sevoflurane in our work We find

studies in the literature showing the liver protective effect of sevoflurane The

release of intracellular enzymes and its detection in samples of circulating blood

is an accepted method for detecting tissue damage Lactate deshydrogenase is

found in the cytoplasm of many types of cells and can be considered a non-

specific indicator of tissue damage Aspartate and alanine aminotransferases

are markers of liver damage and have been correlated with histological liver

13 Resumen13 y13 Abstract13

13 13 13

26

damage In addition the aspartate aminotransferase is an intestinal enzyme

effusion and is released during ischemia-reperfusion intestinal In our study we

found no differences between the two groups in the values of transaminases

aspartate aminotransferase and gamma-glutamyl transpeptidase alkaline

phosphatase lactate deshydrogenase creatinine and lactic acid However we

did find a decrease in the marker of liver damage (alanine aminotransferase) in

the group of sevoflurane as compared to propofol This could be related to

increased hepatic blood flow found in sevoflurane group

Hyperbilirubinemia is common in patients after implantation of VAD due

to liver sinusoidal endothelial dysfunction or heart congestion In our study total

bilirubin was higher in the anesthetized propofol group (after 30 minutes of

partial assistance) compared to sevoflurane group animals This finding could

have a relationship with reduced liver and heart blood flow in the propofol

group when compared to pigs anesthetized with sevoflurane

Limitations When analyzing our experimental study we have found a

number of limitations First the VAD is designed to be used in patients with

heart failure therefore our results may not be directly applicable to clinical

practice since we used healthy animals Secondly we studied the short-term

effects of anesthetic (propofol and sevoflurane) in animals with VAD so it would

be important to perform studies to assess whether these differences persist

over time Third both in animal models and in clinical practice the effects of

inhaled anesthetics on organ blood flow may be dependent on the administered

dose Further studies will therefore be needed to evaluate the dose-dependent

13 Resumen13 y13 Abstract13

13 13 13

27

relationship and look for a threshold of improved organ blood flow There is also

a need for randomized clinical trials to confirm the results in humans and to

show their clinical impact

Conclusions We have demonstrated that as compared to propofol

sevoflurane increases blood flow in the brain liver and heart after implantation

of a continuous-flow VAD in a porcine model However we found no differences

in blood flow in the lung kidney and gut We did not find significant differences

in hemodynamic variables blood and hematologic gases between the two

groups neither on plasma markers of inflammatory response and oxidative

stress nor on plasma markers of tissue injury in a VAD To our knowledge this

is the first study to demonstrate a beneficial effect of sevoflurane as compared

to propofol on organ blood flow in a Biomedicus 540 centrifugal pump in a

porcine model

28

1- INTRODUCCIOacuteN

13 Introduccioacuten13

13 13 13

29

11 FAacuteRMACOS ANESTEacuteSICOS PROPOFOL Y SEVOFLURANO

111 Propiedades

PROPOFOL

Historia

El propofol es el resultado de las investigaciones llevadas a cabo a

principios de los antildeos setenta en torno a los derivados alquilos del grupo fenol

que habiacutean demostrado una actividad hipnoacutetica en animales 1 Posteriormente

se descubrioacute el 26 di-isopropil-fenol La primera publicacioacuten que muestra la

utilizacioacuten del propofol como agente de induccioacuten en los humanos data de

19772 Sin embargo fueron descritas reacciones anafilactoides debidas al

disolvente (Cremophor EL) por lo que fue necesario adecuar de nuevo la

moleacutecula en una emulsioacuten lipiacutedica (1983) 1

Caracteriacutesticas farmacocineacuteticas y farmacodinamias

El propofol es el 26-di-isopropil-fenol su peso molecular es de 178 El

propofol puro se presenta bajo la forma de un liacutequido claro o discretamente

amarillo pajizo muy poco soluble en agua (coeficiente octanolagua de 15 para

un pH=74) y con un pKa en el agua de 11 Su disolvente es una emulsioacuten

lipiacutedica a base de aceite de soja de fosfaacutetidos de huevo y de glicerol (aceite de

soja al 10) El propofol es ioacutenico posee un pH neutro debe ser almacenado

13 Introduccioacuten13

13 13 13

30

entre 2 y 25ordmC y estaacute estrechamente ligado a proteiacutenas humanas (97-98) Su

metabolismo es raacutepido por glucuronoconjugacioacuten y sulfoconjugacioacuten hepaacuteticas

Los productos de degradacioacuten son solubles en agua y excretados por el rintildeoacuten

(maacutes del 88 de la dosis inyectada) siendo menos del 1 de la dosis

eliminado sin metabolizar en la orina y el 2 en las heces El volumen del

compartimento central (V1) es del orden de 15 a 20 litros y el volumen de

distribucioacuten entre 150 y 170 El aclaramiento metaboacutelico es muy elevado (25-35

mLKgmin)

La farmacocineacutetica del propofol obedece a un modelo tri-

compartimental 3 Administrado en perfusioacuten continua y con las dosis

habitualmente utilizadas es lineal la meseta de concentracioacuten media es

proporcional al flujo de la perfusioacuten La concentracioacuten media tras dos horas de

perfusioacuten continua es alrededor del 85 del valor de equilibrio Existe un

intervalo para obtener un equilibrio entre las concentraciones sanguiacuteneas y las

cerebrales denominaacutendose histeacuteresis y se resume mediante el paraacutemetro

farmacocineacutetico T12ke0 (29 min) Asiacute tras una inyeccioacuten mediante bolo

intravenoso el pico de la curva del efecto cerebral se observa entre el segundo

y el tercer minuto 1

La edad es el principal factor de variacioacuten de la farmacocineacutetica del

propofol 4 sin embargo los paraacutemetros farmacodinaacutemicos no parecen

diferentes de los del adulto joven 5

13 Introduccioacuten13

13 13 13

31

SEVOFLURANO

Anesteacutesicos inhalatorios

Inicialmente los anesteacutesicos volaacutetiles se componiacutean de gases

inflamables entre los cuales se incluiacutea el dietil-eacuteter y el ciclopropano 6 sin

embargo los avances en la quiacutemica del fluacuteor y las sustituciones posteriores de

eacuteste por otros halogenados en la moleacutecula del eacuteter redujeron su punto de

ebullicioacuten incrementaron la estabilidad redujeron la inflamabilidad y en

general disminuyeron la toxicidad 6

Los agentes halogenados son hidrocarburos cuyas moleacuteculas se han

sustituido en parte y en grados diversos por un aacutetomo haloacutegeno (bromo cloro y

fluacuteor) La naturaleza el nuacutemero y la posicioacuten de este haloacutegeno condicionan las

propiedades farmacocineacuteticas los efectos y la toxicidad de dichos agentes

(figura (fig) 1) En su globalidad los agentes halogenados y sobre todo los

maacutes recientes se caracterizan por un alto iacutendice terapeacuteutico asociado a una

toxicidad baja La inyeccioacuten directa de estos agentes en ciertos circuitos de

anestesia permite ademaacutes de medir de forma continuada sus concentraciones

alveolares realizar una anestesia por inhalacioacuten con un objetivo de

concentracioacuten medida como en el caso de los agentes intravenosos Su raacutepida

eliminacioacuten por viacutea respiratoria y la baja solubilidad de los agentes maacutes

recientes permite una adaptacioacuten raacutepida del nivel de anestesia durante el

mantenimiento anesteacutesico asiacute como una recuperacioacuten raacutepida y predecible con

independencia de la duracioacuten 7

13 Introduccioacuten13

13 13 13

32

En la praacutectica cliacutenica las propiedades fisicoquiacutemicas vienen

determinadas por el agente anesteacutesico mientras que el anestesioacutelogo controla

la concentracioacuten inspirada del gas y la ventilacioacuten alveolar 8

A Halotano

B Enflurano

C Isoflurano

D Sevoflurano

E Desflurano

Figura 1 Estructura quiacutemica de los agentes halogenados

Historia del Sevoflurano

El sevoflurano fue descrito por primera vez en 1972 9 10 pero su uso

cliacutenico en Japoacuten no fue hasta 1990 1995 en Alemania y 1996 en EEUU

Quiacutemicamente es un compuesto metil-isopropil-eacuteter polifluorado compuesto

por siete aacutetomos de fluacuteor Es estable a temperatura ambiente tiene un punto de

ebullicioacuten de 586 ordmC y su presioacuten vapor es de 157 mmHg por lo que se puede

administrar con vaporizadores convencionales 11

Caracteriacutesticas

El sevoflurano es un liacutequido volaacutetil incoloro y no inflamable con un leve

olor caracteriacutestico semejante al del eacuteter 12 A diferencia del desflurano no es

irritativo de las viacuteas aeacutereas y su induccioacuten inhalatoria se realiza de forma raacutepida

y sencilla 13

13 Introduccioacuten13

13 13 13

33

Concentracioacuten fraccional de anesteacutesico alveolar

La captacioacuten de anesteacutesico se evaluacutea mediante la relacioacuten entre la

concentracioacuten fraccional de anesteacutesico alveolar (FA) y anesteacutesico inspirado (FI)

seguida en el tiempo El factor maacutes importante en la velocidad de incremento

FAFI es FA debido a la gran captacioacuten de anesteacutesico de los alveolos hacia el

torrente circulatorio 6 Los anesteacutesicos inhalados con menores solubilidades en

sangre muestran un incremento maacutes raacutepido de FAFI y se eliminan con mayor

rapidez Cuanto mayor es la ventilacioacuten minuto maacutes raacutepido es el incremento

FAFI Al inicio de la induccioacuten el gradiente de la presioacuten parcial pulmonar

respecto a la sangre venosa es cero pero aumenta raacutepidamente y FAFI crece

con rapidez Posteriormente durante la induccioacuten y el mantenimiento la

presioacuten parcial de la sangre venosa pulmonar aumenta de forma maacutes lenta por

lo que FAFI se incrementa maacutes lentamente En casos de reduccioacuten de la

capacidad vital residual como en el caso de los pacientes obesos y de las

pacientes embarazadas estaacute asociado a una disminucioacuten en el espacio para la

distribucioacuten intrapulmonar por lo que aceleraraacute el equilibrio FAFI Por otro

lado una alteracioacuten en la ventilacioacuten-perfusioacuten como en el caso de las

atelectasias ventilacioacuten unipulmonar o patologiacuteas valvulares puede disminuir

la concentracioacuten arterial y prolongar la induccioacuten Aumentos en el gasto

cardiacuteaco aceleraraacuten la captacioacuten del gas anesteacutesico y su transporte al cerebro

mientras que la ratio FAFI disminuiraacute y el tiempo de induccioacuten aumentaraacute

Durante estados de bajo flujo sanguiacuteneo la ratio FAFI aumentaraacute maacutes

raacutepidamente pero la distribucioacuten a los tejidos se veraacute enlentecida

13 Introduccioacuten13

13 13 13

34

Un caso especial del efecto de concentracioacuten consiste en la

administracioacuten de dos gases de forma simultaacutenea (oacutexido nitroso y sevoflurano

por ej) en el cual la captacioacuten de alto volumen de oacutexido nitroso incrementa la

FA del anesteacutesico volaacutetil

Coeficientes de particioacuten sangre-gas 8

La solubilidad se define como la afinidad relativa entre dos fases al

equilibrio (por ejemplo gas sangre o tejido) en lo referente a los anesteacutesicos

inhalatorios En el equilibrio no hay transferencia entre las fases y las

presiones parciales se igualan Los coeficientes de particioacuten tejidogas variacutean

considerablemente entre los gases anesteacutesicos y son responsables del tiempo

necesario para equilibrar las concentraciones anesteacutesicas inspiratoria y

alveolar El desflurano presenta el coeficiente maacutes bajo (042) seguido del

sevoflurano (069) isoflurano (14) enflurano (19) y halotano (23) Cuanto

maacutes bajo sea el coeficiente de particioacuten maacutes corto seraacute el tiempo de equilibrio

Una alta solubilidad estaacute asociada con una alto depoacutesito del anesteacutesico en la

sangre por lo que es escasa la cantidad de gas que llega al cerebro durante la

fase de induccioacuten estando la rapidez del comienzo de la accioacuten muy reducida

Cuanto mayor sea el coeficiente de particioacuten mayor seraacute la induccioacuten y la

recuperacioacuten de la anestesia general

La distribucioacuten del gas en diferentes tejidos depende de la solubilidad del

anesteacutesico del flujo sanguiacuteneo y del gradiente entre la sangre arterial y la

concentracioacuten de tejido La solubilidad del sevoflurano no se modifica con la

13 Introduccioacuten13

13 13 13

35

edad Al igual que los demaacutes anesteacutesicos inhalatorios es muy poco soluble en

agua muy soluble en grasa y muy poco soluble en sangre 12 Debido a su

escasa solubilidad en sangre la relacioacuten de la concentracioacuten alveolar inspirada

aumenta raacutepidamente con la induccioacuten (captacioacuten) y tambieacuten disminuye

raacutepidamente al cesar la administracioacuten del agente (eliminacioacuten) Tiene un

cociente de particioacuten aceitegas de 472 12

Ciertas situaciones pueden alterar el coeficiente de particioacuten eacuteste

disminuye cuando la temperatura corporal aumenta y con la hemodilucioacuten 14 15

Estas circunstancias pueden tener su importancia durante la circulacioacuten

extracorpoacuterea

Eger y cols 16 sugirieron que la presioacuten parcial del anesteacutesico al final de

la espiracioacuten (end-tidal) refleja la presioacuten parcial arterial del anesteacutesico cuando

las diferencias entre las concentraciones inspirada y al final de la espiracioacuten

son pequentildeas

Concentracioacuten alveolar miacutenima

La concentracioacuten alveolar miacutenima (CAM) es la FA de un anesteacutesico a 1

atmoacutesfera y 37ordmC que impide el movimiento en respuesta a un estiacutemulo

quiruacutergico en el 50 de los pacientes En la praacutectica cliacutenica se acepta que una

concentracioacuten de 12 a 13 veces la CAM suele impedir que el paciente se

mueva durante la estimulacioacuten quiruacutergica 6 La CAM desciende con la edad 17

siendo la CAM del 33 en neonatos 18 2 a 25 en nintildeos entre 1 y 9 antildeos de

edad 19 20 y 26 en adultos joacutevenes entre 18 y 35 antildeos de edad 21 La CAM

13 Introduccioacuten13

13 13 13

36

variacutea en adultos sanos de mediana edad entre el 171 22 y el 204 23 Y en

mayores de 70 antildeos la CAM seriacutea de 145 24 25 Sin embargo antildeadiendo un

635 end-tidal de oacutexido nitroso la CAM disminuye del 171 al 066 22 Es

decir el oacutexido nitroso antildeadido al 65 del volumen (dosis de anesteacutesico

vaporgas medido en teacuterminos de concentracioacuten) a la mezcla del gas inspirado

la CAM del sevoflurano disminuye alrededor del 50 21

El teacutermino CAM-despierto define la CAM con la que los pacientes abren

los ojos cuando se les ordena 25 La CAM-despierto descrita en la literatura es

el 33 de la CAM ajustada a la edad 26

Metabolismo y eliminacioacuten

El sevoflurano se degrada con los absorbentes de dioacutexido de carbono

altamente alcalinos y la cal sodada dependiendo de la temperatura en cinco

productos denominados compuestos A B C D y E A temperatura normal soacutelo

se produce el compuesto A y B siendo B un compuesto de degradacioacuten del A

Aunque el compuesto A es nefrotoacutexico en experimentacioacuten animal (ratas)

ocasionando lesioacuten del tuacutebulo proximal en humanos no se han comprobado

ninguacuten tipo de lesioacuten 11 Se elimina a traveacutes del pulmoacuten y el rintildeoacuten en forma de

metabolitos en un 2-3 y se metaboliza en el hiacutegado a traveacutes del citocromo p-

4502E1 siendo los productos metaboacutelicos maacutes importantes el ion fluacuteor y el

hexafluoroisopropanolol 11

13 Introduccioacuten13

13 13 13

37

112 Faacutermacos hipnoacuteticos y cirugiacutea cardiovascular

PROPOFOL

Efectos hemodinaacutemicos

En la literatura encontramos la asociacioacuten del propofol con la hipotensioacuten

arterial 27 Eacuteste disminuye en un 20-40 la presioacuten arterial (PA) sisteacutemica 28 - 31

sobre todo por el efecto vasodilatador sisteacutemico 30 32 33 y pulmonar 34 y la

depresioacuten de la actividad del componente cardiovascular del sistema nervioso

simpaacutetico 35 36 La velocidad de inyeccioacuten del propofol tambieacuten estaacute relacionada

con el descenso de la PA 37 La caiacuteda del gasto cardiacuteaco (GC) (-15) y del

volumen de eyeccioacuten sistoacutelico (-20) es moderada observaacutendose una

disminucioacuten de las resistencias vasculares sisteacutemicas (RVS) (-15 a -25) y del

iacutendice de trabajo del ventriacuteculo izquierdo (-30) 1 Los factores de riesgo de la

hipotensioacuten arterial son la edad superior a los 65 antildeos la administracioacuten

concomitante de derivados morfiacutenicos la cirugiacutea abdominal y ortopeacutedica el

sexo femenino la toma de benzodiacepinas y de betabloqueantes y los

pacientes ASA III 38 La frecuencia cardiaca (FC) sin embargo generalmente

no se ve afectada 39

Efectos a nivel miocaacuterdico

La administracioacuten de propofol conlleva una depresioacuten miocaacuterdica 40 con

disminucioacuten de la contractilidad 41 42 43 y disminucioacuten de consumo de oxiacutegeno

miocaacuterdico 44 45

13 Introduccioacuten13

13 13 13

38

Efectos en pacientes con cardiopatiacuteas congeacutenitas

Williams y cols 46 realizaron un estudio sobre los efectos hemodinaacutemicos

del propofol en los nintildeos con cardiopatiacuteas congeacutenitas que se sometiacutean a un

cateterismo cardiacuteaco electivo Clasificaron los pacientes en tres grupos

pacientes sin shunt cardiacuteaco pacientes con shunt izquierdo-derecho

(QpQsge1) y pacientes con shunt derecho-izquierdo (QpQslt1) [Qp= flujo

sanguiacuteneo pulmonar Qs=flujo sanguiacuteneo sisteacutemico] Tras la administracioacuten de

propofol la PA sisteacutemica y la RVS descendieron de forma significativa en todos

los grupos y la Qs aumentoacute la FC la presioacuten arterial pulmonar (PAP) media la

resistencia vascular pulmonar y la Qp no se modificaron el ratio de la

resistencias pulmonar a sisteacutemica aumentoacute en los tres grupos y QpQs

disminuyoacute en los pacientes con shunt intracardiaco con consecuentes

desaturaciones en pacientes con cardiopatiacutea cianoacutetica (QpQslt1) 46

SEVOFLURANO

Efectos hemodinaacutemicos

El sevoflurano produce una reduccioacuten dosis-dependiente del GC de la

PA media y del trabajo del ventriacuteculo izquierdo sin cambios en la FC en un

modelo experimental porcino 47

13 Introduccioacuten13

13 13 13

39

Efectos a nivel miocaacuterdico

En los antildeos 80 el isoflurano era el anesteacutesico volaacutetil que habiacutea

demostrado tener las menores propiedades depresoras cardiacas 48 debido en

parte por sus propiedades vasodilatadoras 49 Sin embargo en un estudio

publicado en el antildeo 1990 50 se demuestra que el sevoflurano comparado con

el isoflurano tiene los mismos efectos sobre la funcioacuten cardiaca y el flujo

coronario en perros pero no en la FC En estudios experimentales 51 los

anesteacutesicos volaacutetiles han demostrado mejorar la recuperacioacuten post-isqueacutemica a

nivel celular en corazones aislados y en animales

El Colegio Americano de Cardiologiacutea junto con la Asociacioacuten Cardiacuteaca

Americana (ACCAHA) en sus directrices de 2007 sobre la evaluacioacuten

cardiovascular perioperatoria y el manejo para la cirugiacutea no cardiaca 52 53

recomendaba el uso de los anesteacutesicos volaacutetiles como primera opcioacuten en la

anestesia general en pacientes hemodinamicamente estables con riesgo de

isquemia miocaacuterdica (Clase IIa) con un nivel de evidencia B Esta

recomendacioacuten se basaba en los resultados obtenidos en pacientes sometidos

a un bypass coronario por lo que fue objeto de criacutetica 52 53

Landoni y cols 54 publicaron un meta-anaacutelisis en el que mostraron que el

desflurano y el sevoflurano podriacutean reducir la mortalidad postoperatoria y la

incidencia de infarto de miocardio tras cirugiacutea cardiacuteaca con disminucioacuten de los

niveles de troponina cardiacuteaca postoperatoria menor necesidad de soporte

inotroacutepico menor tiempo de ventilacioacuten mecaacutenica menor estancia en unidad de

cuidados intensivos (UCI) y hospitalaria en general 54

13 Introduccioacuten13

13 13 13

40

Dos antildeos despueacutes Landoni y cols55 realizan otro meta-anaacutelisis en busca

de las propiedades cardioprotectoras de los anesteacutesicos volaacutetiles en pacientes

de alto riesgo sometidos a cirugiacuteas no cardiacas Concluyen que las

propiedades cardioprotectoras del desflurano y sevoflurano no se han

estudiado en la cirugiacutea no cardiaca ya que ninguacuten estudio aleatorizado

comparando desflurano o sevoflurano con los anesteacutesicos intravenosos habiacutea

abordado la incidencia de complicaciones tales como el infarto de miocardio o

la mortalidad 55

En los pacientes sometidos a cirugiacutea de bypass coronario existe una

creciente evidencia en el efecto protector cardiaco de los anesteacutesicos volaacutetiles

y de los opioides 56 La ACCAHA en 2011 57 persiste en su recomendacioacuten de

la anestesia inhalatoria para estos procedimientos (clase IIa) con un nivel de

evidencia A (en 2007 era nivel de evidencia B 52 53) Es muy probable que los

anesteacutesicos volaacutetiles y los opioides tambieacuten protejan a los corazones de los

pacientes quiruacutergicos no cardiacuteacos Sin embargo la edad la diabetes y el

remodelado miocaacuterdico disminuyen los beneficios cardioprotectores de los

anesteacutesicos 56

En resumen muchos anesteacutesicos modifican las variables

hemodinaacutemicas incluyendo la funcioacuten sistoacutelica la resistencia vascular y las

condiciones de precarga Estas alteraciones pueden tener efectos nocivos en

los pacientes con insuficiencia cardiaca produciendo inestabilidad

hemodinaacutemica Por lo tanto es fundamental tener en cuenta el efecto de los

faacutermacos anesteacutesicos en el paciente que se encuentra en tratamiento por su

insuficiencia cardiaca 58

13 Introduccioacuten13

13 13 13

41

113 Efecto de los anesteacutesicos sobre el flujo de los oacuterganos

Se ha demostrado que los faacutermacos anesteacutesicos tienen efecto sobre el

flujo de los oacuterganos asiacute Holmstroumlm y cols59 demostraron un mayor efecto

vasodilatador cerebral del desflurano con respecto al sevoflurano en un modelo

porcino De Hert y cols60describen un efecto cardioprotector del sevoflurano en

el intraoperatorio de cirugiacutea cardiacuteaca pero no encuentran diferencias con

respecto al propofol durante el postoperatorio Kaisti y cols61comparan

sevoflurano y propofol ambos disminuyen el flujo cerebral regional siendo esta

disminucioacuten mayor con el propofol sin embargo Conti y cols62 muestran un

efecto beneficioso del propofol con respecto a altas dosis de sevoflurano sobre

el flujo cerebral Incluso la dosis de los anesteacutesicos influye en la perfusioacuten de

los oacuterganos asiacute Kerbaul y cols63 describen una mayor perfusioacuten miocaacuterdica

con sevoflurano 26 (1 CAM) que con 39 (15 CAM) en un modelo

porcino y Crawford y cols64 describen alteraciones en el flujo hepaacutetico

espleacutenico y cerebral dependiendo de la dosis de sevoflurano empleada (05

CAM hasta 15 CAM) en ratas

114 Efecto de los anesteacutesicos sobre los biomarcadores de respuesta

inflamatoria y oacutexido niacutetrico

Efectos del propofol

El propofol posee efecto antioxidante e inmunomodulador 65 al eliminar

radicales libres de oxiacutegeno y disminuir la peroxidacioacuten lipiacutedica principalmente

en el hiacutegado pulmoacuten corazoacuten y rintildeoacuten 66 El propofol disminuye los niveles de

13 Introduccioacuten13

13 13 13

42

citoquinas plasmaacuteticas en el tejido pulmonar sin embargo en un estudio

reciente parece que no presenta efecto sobre la interleukina (IL) IL-1β en el

pulmoacuten 67 El propofol inhibe la produccioacuten inducida de oacutexido niacutetrico 68 69

Propofol frente a Sevoflurano

El propofol con respecto al sevoflurano produce una disminucioacuten de la

infiltracioacuten de neutroacutefilos de los niveles de citoquinas proinflamatorias en

plasma de la produccioacuten de radicales libres de oxiacutegeno y de la actividad de la

oacutexido niacutetrico sintasa (iNOS) 70

En la literatura encontramos estudios comparativos de la anestesia con

propofol y sevoflurano en diferentes cirugiacuteas entre ellas la cirugiacutea vascular 71

En este trabajo 71 la respuesta inflamatoria y el estreacutes oxidativo producido por

el clampaje aoacutertico es menor en el grupo anestesiado con propofol con

respecto al grupo del sevoflurano aunque ambos faacutermacos han demostrado

cierta modulacioacuten de la isquemia-reperfusioacuten sugiriendo un efecto protector de

los oacuterganos durante el clampaje aoacutertico abdominal 72

Estudios recientes muestran un efecto neuroprotector del sevoflurano en

la isquemia cerebral mediado por un mecanismo antiinflamatorio 73 asiacute como

un efecto protector del endotelio en humanos componente vital de los

oacuterganos 74

Otros autores comparando el efecto del desflurano sevoflurano y

propofol sobre el estreacutes oxidativo comprobaron que el desflurano produciacutea

13 Introduccioacuten13

13 13 13

43

mayor aumento de malondihaldeiacutedo (MDA) y el propofol lo disminuiacutea sin

embargo el sevoflurano no modificaba los niveles de este marcador de estreacutes

oxidativo 75 76

Kotani y cols demostraron que los efectos del isoflurano en el pulmoacuten

sano eran perjudiciales 77 Tambieacuten observaron que los niveles de expresioacuten

geacutenica de una serie de factores pro-inflamatorios aumentaban de manera

significativa en pulmones sanos 2 horas despueacutes de la inhalacioacuten de 15 CAM

de sevoflurano 78

Los anesteacutesicos volaacutetiles podriacutean alterar la respuesta inflamatoria

pulmonar modulando la secrecioacuten de citoquinas pro-inflamatorias por las

ceacutelulas pulmonares 79 Otros estudios muestran que los anesteacutesicos volaacutetiles

inhiben la liberacioacuten de factor de necrosis tumoral alfa (TNF-α) reduciendo asiacute

la inflamacioacuten 80

En los pacientes sometidos a ventilacioacuten unipulmonar Jin y cols 81

afirman que el sevoflurano en comparacioacuten con el propofol aumenta la lesioacuten

de la funcioacuten pulmonar durante la fase perioperatoria mediante factores

inflamatorios (TNL-α e IL-6 e IL-10) el empeoramiento del edema pulmonar y

la inhibicioacuten de la vasoconstriccioacuten pulmonar hipoacutexica 81

13 Introduccioacuten13

13 13 13

44

12 ASISTENCIA MECAacuteNICA CIRCULATORIA

121 Concepto de asistencia mecaacutenica circulatoria (AMC)

Epidemiologiacutea de la Insuficiencia Cardiaca

La Insuficiencia Cardiacuteaca (IC) es un siacutendrome complejo con una alta

prevalencia situaacutendose en torno al 10 en mayores de 70 antildeos 82 Su

incidencia es del 1 en mayores de 65 y del 9 entre los 80 y 89 antildeos de

edad 82 Es la primera causa de hospitalizacioacuten en los paiacuteses desarrollados en

los mayores de 65 antildeos siendo el 5 del total de los ingresos 82 Su

prevalencia estaacute aumentando en los uacuteltimos antildeos ya que el manejo

cardiovascular de los pacientes estaacute mejorando y la poblacioacuten envejeciendo

Aunque la supervivencia en estos pacientes ha ido aumentando la IC

continuacutea teniendo un mal pronoacutestico con una mortalidad aproximada del 50 a

los 5 antildeos del diagnoacutestico Debido a su elevada prevalencia y a su alta tasa de

ingresos-reingresos supone un problema de salud puacuteblica por su elevada carga

asistencial En conjunto se estima que los costes directos de la IC suponen el

1-2 del presupuesto sanitario de los paiacuteses desarrollados 83

En 1993 el estudio Framingham 84 publicoacute una incidencia anual

ajustada por edad de la insuficiencia cardiaca congestiva en personas de ge45

antildeos del 72 casos1000 en los hombres y 47 casos1000 en las mujeres

mientras que la prevalencia ajustada por edad de la insuficiencia cardiacuteaca fue

de 241000 en los hombres y el 251000 en mujeres durante la deacutecada de los

13 Introduccioacuten13

13 13 13

45

80 y una tasa de supervivencia a los 5 antildeos del 25 en hombres y el 38 en

mujeres 84 Por lo tanto la insuficiencia cardiaca se presenta como un

importante y creciente problema de salud puacuteblica a veces considerado incluso

como una nueva epidemia 83 85

Shock cardiogeacutenico

El shock cardiogeacutenico es un estado de inadecuada perfusioacuten tisular

debida a una disfuncioacuten cardiaca Es una complicacioacuten del infarto agudo de

miocardio con una incidencia que variacutea del 5 al 15 y de muy alta

mortalidad 86

Por otro lado los pacientes sometidos a cirugiacutea cardiacuteaca

(revascularizaciones miocaacuterdicas y recambios valvulares) pueden desarrollar

un shock cardiogeacutenico postcardiotomiacutea situacioacuten en la que no se puede retirar

la circulacioacuten extracorpoacuterea Presenta una incidencia que variacutea entre el 02 87

1 88 llegando hasta el 6 89 seguacuten las series publicadas

Tratamientos de la insuficiencia cardiaca la asistencia mecaacutenica circulatoria

(AMC)

Durante los uacuteltimos 20 antildeos el tratamiento de la IC ha mejorado de

manera significativa gracias no soacutelo a las nuevas terapias farmacoloacutegicas

(inhibidores de la enzima convertidora de la angiotensina beta-bloqueantes)

sino tambieacuten a los tratamientos invasivos y dispositivos de asistencia De

13 Introduccioacuten13

13 13 13

46

hecho los avances en el soporte mecaacutenico es decir el desarrollo de

dispositivos de AMC maacutes eficientes han permitido reducir la morbimortalidad

en pacientes con insuficiencia cardiacuteaca terminal en lista de espera para un

trasplante Sin embargo el trasplante no puede ser la uacutenica solucioacuten debido no

soacutelo a un nuacutemero insuficiente de donantes disponibles sino tambieacuten al elevado

nuacutemero de pacientes no candidatos por presentar comorbilidades graves yo

edad avanzada La AMC ya no se concibe soacutelo como un puente al trasplante

sino como un tratamiento en siacute 90 ya que han demostrado ser dispositivos

eficaces capaces de reemplazar la funcioacuten cardiaca y de mantener la

estabilidad hemodinaacutemica del paciente hasta la llegada de un trasplante 91-93

Trasplante cardiaco

El trasplante cardiaco puede ser la uacutenica alternativa cuando todas las

opciones terapeacuteuticas han fracasado 94 Maacutes de la mitad de los pacientes

trasplantados urgentes en los uacuteltimos 5 antildeos llevaban implantado alguacuten tipo de

AMC 95 Estos dispositivos son cruciales para el mantenimiento y la

estabilizacioacuten previa al trasplante de los pacientes con IC aguda Permiten

mantener a los receptores en unas condiciones adecuadas hasta la aparicioacuten

de un oacutergano compatible No obstante debido a que en ocasiones el tiempo de

espera del oacutergano puede ser de semanas se hace necesario disponer de

dispositivos de asistencia ventricular de media y larga duracioacuten para evitar el

deterioro del paciente y que eacuteste se mantenga en buenas condiciones hasta el

trasplante cardiaco 95

13 Introduccioacuten13

13 13 13

47

La supervivencia obtenida con el trasplante cardiaco en Espantildea sobre

todo en los uacuteltimos antildeos lo situacutea como el tratamiento de eleccioacuten en las

cardiopatiacuteas irreversibles en situacioacuten funcional avanzada y sin otras opciones

meacutedicas o quiruacutergicas establecidas 95 Seguacuten los datos publicados en 2012 por

la Sociedad Espantildeola de Cardiologiacutea 95 el perfil cliacutenico medio del paciente que

se trasplantoacute en Espantildea en 2011 fue el de un varoacuten de 53 antildeos diagnosticado

de cardiopatiacutea isqueacutemica no revascularizable con disfuncioacuten ventricular grave y

clase funcional avanzada al que se implantoacute un corazoacuten de 38 antildeos

procedente de un donante fallecido por hemorragia cerebral y con un tiempo en

lista de espera de 122 diacuteas En los uacuteltimos antildeos se ha incrementado el nuacutemero

de trasplantes urgentes (el 38 en 2011 frente al 34 en 2010) El tiempo

medio de supervivencia se ha incrementado con los antildeos Asiacute mientras en la

serie total la probabilidad de supervivencia tras 1 5 10 y 15 antildeos es del 77 el

66 el 53 y el 39 respectivamente en los uacuteltimos 5 antildeos la probabilidad de

supervivencia tras 1 y 5 antildeos es del 80 y el 73 respectivamente La causa

maacutes frecuente de fallecimiento es el fallo agudo del injerto (16) seguido de

infeccioacuten (156) combinado de enfermedad vascular del injerto y muerte

suacutebita (14) tumores (123) y rechazo agudo (77) 95

Trasplante y Dispositivos de Asistencia Mecaacutenica

La proporcioacuten de pacientes trasplantados con asistencia se ha ido

incrementando con el tiempo En los uacuteltimos 7 antildeos ha alcanzado el 24 95 El

baloacuten de contrapulsacioacuten intraaoacutertico sigue siendo el maacutes utilizado aunque no

se ha incrementado su uso en los uacuteltimos 5 antildeos en cambio el oxigenador de

13 Introduccioacuten13

13 13 13

48

membrana extracorpoacutereo (ECMO) y los dispositivos pulsaacutetiles siacute han visto

significativamente incrementada su utilizacioacuten (fig 2)

Figura 2 Distribucioacuten del tipo de asistencia ventricular previa al trasplante por

periodos 95 (DAV dispositivo de asistencia ventricular ECMO oxigenador de

membrana extracorpoacutereo)

Historia de la AMC

El primer implante de AMC exitoso 96 fue realizado por los Dr Michael

DeBakey y Dr Domingo Liotta en 1966 en un paciente con shock

postcardiotomiacutea como puente al trasplante Hubo que esperar 20 antildeos despueacutes

para que las sistemas implantables y portaacutetiles de AMC se usaran de forma

terapeacuteutica como puente al trasplante 96 De hecho en la actualidad el uso de

asistencias ventriculares como puente al trasplante se considera una buena

opcioacuten para pacientes en shock cardiogeacutenico refractario 97 98

13 Introduccioacuten13

13 13 13

49

Epidemiologiacutea de la AMC

Reyes y cols 99 presentaron en 2006 un estudio observacional

descriptivo sobre la experiencia en el uso de AMC como puente al trasplante

cardiaco en el Hospital General Universitario Gregorio Marantildeoacuten y analizaron la

supervivencia y el pronoacutestico de dichos pacientes tras el trasplante Estudiaron

los pacientes portadores de AMC que fueron trasplantados entre los antildeos 1988

y 2005 (n=23) La edad media fue de 525plusmn84 antildeos Los motivos de inclusioacuten

en la lista de trasplante fueron postcardiotomiacutea (n=10) infarto de miocardio

(n=5) disfuncioacuten primaria del injerto (n=7) y miocardiopatiacutea dilatada (n=1) Los

modelos de AMC empleados fueron BioMed Comunidad de Madrid (n=9)

Abiomed BVS 5000 (n=13) y Biomeacutedicus (n=1) El tiempo en alerta cero del

paciente fue de 3 plusmn 24 diacuteas Las complicaciones intrahospitalarias fueron

neuroloacutegicas (n=7) infecciosas (n=12) renales (n=3) hemorraacutegicas (n=3) y

respiratorias (n=2) La mortalidad intrahospitalaria fue del 391 (n=9) la

supervivencia al antildeo del 552 y a los 5 antildeos del 322 La supervivencia al

antildeo fue del 923 en los pacientes que recibieron el alta domiciliaria Una

adecuada seleccioacuten de los pacientes y del tipo de asistencia son esenciales

para la obtencioacuten de buenos resultados 99

Ademaacutes de conocer las caracteriacutesticas de los sistemas de AMC es

importante conocer la situacioacuten que cada paiacutes presenta en cuanto a la

incidencia de trasplantes cardiacos Espantildea es uno de los paiacuteses con un mayor

nuacutemero de donantes 96 100 lo que permite que el nuacutemero de diacuteas que deben

esperar los pacientes hasta la llegada de un corazoacuten donante sea menor que el

13 Introduccioacuten13

13 13 13

50

de otros paiacuteses especialmente en los pacientes que se situacutean dentro de la

categoriacutea de alerta cero situacioacuten que les otorga prioridad nacional ante un

posible donante Si el tiempo de espera aumenta como en otros paiacuteses seriacutea

preciso replantearse el uso de dispositivos de AMC de mayor duracioacuten

Es preciso una experiencia continuada por parte del personal sanitario

asiacute como una adecuada seleccioacuten de los pacientes 101 102 para obtener

resultados satisfactorios 103 ademaacutes de las mejoras tecnoloacutegicas

Navia y cols 91 presentaron una supervivencia global en el paciente con

trasplante cardiaco (desde la implantacioacuten de la AMC como puente al

trasplante) del 69 El grupo alemaacuten de El-Banayosy y cols 104 utiliza el

sistema Abiomed soacutelo cuando se preveacute una asistencia durante un corto periacuteodo

de tiempo Samuels y cols 105 describen la experiencia de 45 pacientes

asistidos con el sistema Abiomed BVS 5000 con un porcentaje de pacientes

dados de alta del 31El sistema Abiomed BVS 5000 es un sistema disentildeado

para asistir al corazoacuten en espera de una recuperacioacuten del miocardio o como

puente al trasplante durante un corto periacuteodo de tiempo y cuyas principales

ventajas son su sencilla utilizacioacuten y su bajo coste 105 - 108

13 Introduccioacuten13

13 13 13

51

122 Clasificacioacuten y principales dispositivos

Asistencia mecaacutenicas circulatorias de FLUJO PULSAacuteTIL O CONTINUO

Existen tres generaciones de AMC 109 110

La primera generacioacuten de las AMC la constituye una bomba pulsaacutetil

imitando la accioacuten fisioloacutegica del corazoacuten proporcionando un excelente soporte

circulatorio y dando como resultado una larga supervivencia y mejor calidad de

vida 111-113 Entre estos dispositivos se encuentran el HeartMate I (XVE)

(Thoratec Inc Pleasanton California USA) Thoratec PVAD y Novacor N100

(WorldHeart Inc Salt Lake City Utah USA) y Abiomed BVS5000 y AB5000

En el antildeo 2009 el doctor Del Cantildeizo y cols 114 publicaron la descripcioacuten

de un nuevo dispositivo pulsaacutetil de bajo coste para soporte circulatorio a corto

plazo que incorpora una caacutemara de complianza Esta caacutemara funciona como

una auriacutecula y demostroacute en estudios experimentales in vivo mejorar la descarga

ventricular al llenarse principalmente durante la siacutestole mientras que en otros

dispositivos el llenado del dispositivo ocurre uacutenicamente durante la diaacutestole 114

Seguacuten la sangre avanza por el sistema circulatorio el flujo pulsaacutetil inicial

en la aorta es progresivamente amortiguado transformaacutendose en flujo continuo

a nivel de los capilares 115 (fig 3)

13 Introduccioacuten13

13 13 13

52

Figura 3 Presiones en el sistema circulatorio [Smith JJ Kampine JP

Circulatory physiology The essentials 3rd Edition Baltimore MD Williams amp

Wilkins 1990]

La segunda generacioacuten de AMC son bombas rotatorias (centriacutefugas o

axiales) que producen un flujo continuo (fig 4) y presentan un funcionamiento

sencillo Son silenciosas y mucho maacutes compactas que las de flujo pulsaacutetil

Tienen una superficie de contacto de la bomba con la sangre maacutes pequentildea y

menos trombogeacutenica sin zonas de estancamiento y sin vaacutelvulas artificiales Se

incluyen dispositivos como las bombas de flujo axial HeartMate II (Thoratec

Inc Pleasanton California USA) Jarvik 2000 el MicroMed DeBakey

(MicroMed Technology Inc Houston Texas USA) la Impella Recover y de

flujo centriacutefugo la TandemHeart La bomba centriacutefuga Biomeacutedicus es un

dispositivo de segunda generacioacuten relativamente barato en comparacioacuten con

otros dispositivos maacutes sofisticados Estos dispositivos se presentaron como

una solucioacuten para los pacientes con shock cardiogeacutenico post-infarto agudo de

miocardio y postcardiotomiacutea ya que presentaban una funcioacuten ventricular

izquierda (fraccioacuten de eyeccioacuten del ventriacuteculo izquierdo o FEVI) comprometida

13 Introduccioacuten13

13 13 13

53

que necesitaba un apoyo mecaacutenico a corto plazo como puente a la

recuperacioacuten

En la uacuteltima deacutecada el objetivo de los disentildeos de las AMC ha sido el

aumentar su tiempo de uso evolucionando desde la primera generacioacuten de

las bombas pulsaacutetiles a las bombas de ahora maacutes pequentildeas ligeras y de flujo

continuo Seguacuten la configuracioacuten del propulsor o rotor de la bomba (ldquospinning

impellerrdquo) los dispositivos de AMC de flujo continuo pueden ser de flujo radial

o axial116

Figura 4 Tipos de bombas seguacuten el flujo que producen Las flechas indican la

direccioacuten del flujo sanguiacuteneo que accede a la bomba de entrada (CE) y sale por

la caacutenula de salida (CS) [Garciacutea-Cosiacuteo Carmena MD Indicaciones de

asistencias ventriculares iquestalternativa o puente a trasplante Tipos de

asistencias ventriculares En Cardio Agudos Ed Grupo CTO 2015]

Los dispositivos de tercera generacioacuten son bombas centriacutefugas de flujo

continuo sin rodamientos Minimizan el contacto entre la bomba y el rotor axial

o centriacutefugo mediante el uso de la tecnologiacutea de levitacioacuten magneacutetica

reduciendo asiacute la friccioacuten y el desgaste del dispositivo 117 DuraHeart (Terumo

13 Introduccioacuten13

13 13 13

54

Heart Inc Ann Arbor Michigan EEUU) HeartWare HVAD (HeartWare

International Inc Framingham Massachussets EEUU) el Levacor

recientemente suspendido (WorldHeart Inc Salt Lake City Utah EEUU) 117

la bomba maglev Levitronix CentriMag Incor de flujo axial suspendido

magneacuteticamente (Berlin Heart AG Berliacuten Alemania) HeartWare HeartMate III

DuraHeart (Terumo Somerset EEUU) y Novacor II son los dispositivos

disponibles de tercera generacioacuten 118

Registro Interinstitucional INTERMACS para la AMC

El Registro Interinstitucional para la Asistencia Mecaacutenica Circulatoria

(INTERMACS) 119 es el mayor registro de la utilizacioacuten de dispositivos de AMC

con 145 hospitales participantes El Vordm informe anual INTERMACS publicado

en 2013 (el uacuteltimo presentado) incluye los datos de AMC de 23 de junio de

2006 a 30 de junio de 2012 utilizados en 6885 pacientes de los cuales 243

teniacutean previamente un dispositivo AMC siendo 72 pacientes pediaacutetricos y 9

con AMC de ventriacuteculo derecho De los 6561 pacientes con implante primario

de AMC de ventriacuteculo izquierdo (LVAD) 136 recibieron un trasplante 910

recibieron una asistencia ventricular izquierda de flujo pulsaacutetil (681 soacutelo

LVAD) y los restantes 5515 recibieron una asistencia ventricular izquierda de

flujo continuo (973 soacutelo LVAD) como puente al trasplante o como terapia de

destino La supervivencia para los LVAD de flujo continuo fue de 80 a 1 antildeo y

de 70 a los 2 antildeos 119

13 Introduccioacuten13

13 13 13

55

Dispositivo de AMC de eleccioacuten

Sigue existiendo controversia sobre queacute dispositivo de AMC tiene

mejores resultados Algunos estudios demuestran mejor flujo sanguiacuteneo con

las bombas pulsaacutetiles 120 121 otros describen menor tasa de infeccioacuten y de

fallos mecaacutenicos con las no-pulsaacutetiles 113 y otros estudios no encuentran

diferencias significativas entre ambos dispositivos 122 123 Otros estudios han

centrado sus objetivos en las diferencias existentes entre los dispositivos de

AMC (bombas de flujo pulsaacutetil versus bombas de flujo continuo) en lo que se

refiere a las alteraciones hemodinaacutemicas 123 124 perfusioacuten de los oacuterganos 122

125 asiacute como a la respuesta inflamatoria sisteacutemica 126

En un estudio previo al Vordm informe anual INTERMACS de 2013 119 (de un

antildeo menos de duracioacuten) con datos recogidos de 23 de junio de 2006 hasta el

31 de marzo de 2011 Holman y cols 127 hallaron una mayor durabilidad de las

bombas de AMC de flujo continuo frente a las de flujo pulsaacutetil Entendiendo por

problemas de durabilidad los episodios de reemplazo de la bomba en casos de

infeccioacuten trombosis-hemoacutelisis fallo de las caacutenulas fallo de la unidad central y

muerte debida a fallo de la bombacaacutenulas Un total de 3302 AMC fueron

implantadas (484 pulsaacutetiles y 2816 continuas) y 98 fueron intercambiadas o

causaron la muerte por problemas de durabilidad (46 pulsaacutetiles 52 continuas

el 3 de las implantadas) El intervalo para la aparicioacuten de un problema del

dispositivo fue mayor en el caso de las bombas de flujo continuo que en el de

las de flujo pulsaacutetil El estudio de las causas del intercambio de bomba o de

muerte relacionada con la bomba mostroacute (1) menor posibilidad de fallo de la

bomba de flujo continuo (2) similar intercambio y muerte relacionada con fallo

13 Introduccioacuten13

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56

de las caacutenulas (3) similar intercambio y muerte relacionada con trombosis-

hemoacutelisis y (4) escasos intercambios o muertes relacionadas con infecciones

en las AVM de flujo continuo Los resultados en cuanto a la supervivencia

corroboran estos hallazgos pues el 54 de los pacientes con AVM de flujo

continuo frente al 23 de los pacientes con AVM de flujo pulsaacutetil seguiacutean vivos

y continuando con el soporte de la AVM tras 12 meses de implantacioacuten 127

En otro estudio recientemente publicado (2014) Sabashnikov y cols 128

analizan los resultados a corto plazo y predictores de mortalidad a los 90 diacuteas

de la implantacioacuten de una AMC de flujo continuo Entre Julio 2006 y Mayo 2012

se implantaron 117 AMC de flujo continuo como puente al trasplante La tasa

de mortalidad a los 90 diacuteas fue de 171 La optimizacioacuten de la situacioacuten pre-

operatoria del estado de la volemia de la precarga y de la funcioacuten del corazoacuten

derecho asiacute como la seleccioacuten basada en la edad de los pacientes candidatos

a un dispositivo de AMC izquierda son los factores criacuteticos que influyen en la

supervivencia tras la implantacioacuten de una AMC de flujo continuo 128

BIOMEacuteDICUS Bomba centriacutefuga de flujo continuo

Las bombas centriacutefugas pueden ser implantadas de forma raacutepida y

sencilla son faacuteciles de usar y son relativamente baratas 129 Su principal

caracteriacutestica es ser menos destructivas para las ceacutelulas sanguiacuteneas en

comparacioacuten con las bombas de rodillos 130

La bomba Biomeacutedicus BioPump modelo BPX-80 (Medtronic Inc

Minneapolis MN) es una bomba centriacutefuga magneacutetica Se encuentra disponible

13 Introduccioacuten13

13 13 13

57

en la mayoriacutea de centros de cirugiacutea cardiovascular y puede ser usada como

bypass feacutemoro-femoral bypass cardiopulmonar AMC y oxigenacioacuten de

membrana extracorpoacuterea (ECMO) 131 El modelo original fue el Modelo 600

producto de una investigacioacuten en el Instituto Nacional de Salud formando parte

de un programa de corazoacuten artificial desarrollado en 1970 Las caracteriacutesticas

en el tamantildeo y la forma del disentildeo se traducen en un flujo de sangre suave y

atraumaacutetico que disminuye los niveles de hemoacutelisis y la formacioacuten de trombos

En 1985 con la experiencia adquirida con el uso de el Modelo 600 salen al

mercado los modelos BP-80 y BP-50 La BioPump es una bomba centriacutefuga

basada en el principio del voacutertice

Componentes de la bomba Biomeacutedicus

Un voacutertice es un flujo turbulento en rotacioacuten espiral con trayectorias de

corriente cerradas Como voacutertice puede considerarse cualquier tipo de flujo

circular o rotatorio que posee vorticidad La vorticidad es un concepto

matemaacutetico usado en dinaacutemica de fluidos que se puede relacionar con la

cantidad de circulacioacuten o rotacioacuten de un fluido se define como la circulacioacuten por

unidad de aacuterea en un punto del flujo Si nosotros hacemos girar un fluido dentro

de un vaso de precipitado lleno estamos impartiendo energiacutea rotacional al

fluido y estamos creando otra forma de energiacutea movimiento Esta energiacutea hace

que el fluido sea impulsado hacia arriba al lado de las paredes del vaso de

precipitado Las caracteriacutesticas de todos los voacutertices son baja presioacuten en centro

del voacutertice y alta presioacuten hacia fuera del voacutertice

13 Introduccioacuten13

13 13 13

58

Las bombas centriacutefugas magneacuteticas estaacuten constituidas por una carcasa

riacutegida externa en forma de cono por cuyo veacutertice se efectuacutea la entrada de

fluido Dentro de este cono se disponen otros conos apilados (3 en el caso de

la BioPump) que al girar sobre su propio eje producen una presioacuten negativa

sobre el punto de entrada y empujan el fluido del circuito dentro de la bomba

(fig 5) Una vez que la sangre entra en la cabeza arterial la energiacutea cineacutetica es

transmitida a la sangre por los conos rotatorios generando presioacuten en la bomba

y permitiendo que la sangre se dirija hacia el punto de salida En la entrada y

salida del cabezal de la bomba no existen dispositivos oclusivos Si los conos

estaacuten parados y no rotan la sangre puede pasar Se utilizan caacutenulas de

derivacioacuten para conectar el ventriacuteculo a la bomba

El flujo que proporcionan las bombas centriacutefugas es de tipo continuo no

pulsaacutetil La cabeza de la bomba se instala en una consola portaacutetil que dispone

de un imaacuten rotatorio y transmite el movimiento a los conos internos El sistema

electroacutenico de la consola nos permite conocer la velocidad de los conos

(revoluciones por minuto) El gasto se calcula a traveacutes de un medidor de flujo

situado en la salida del cabezal

13 Introduccioacuten13

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59

Figura 5 Fotografiacutea de la bomba Biomeacutedicus Recipiente de policarbonato con

tres conos en su interior encajados uno sobre otro con los dos conectores de

entrada y salida

La marca comercial de la consola es 550 Bio-Consola Medtronic

Biomeacutedicus Esta consola genera una fuera electromotriz transmitida a traveacutes

de un imaacuten a otro imaacuten en la bomba centriacutefuga (Bio-Pump BP-80 Meacutedicus

Biomeacutedicus) En su cara posterior presenta dos conexiones una para el flujo

de la bomba (Tx 50 Bio-Probe flow Transducer (transductor del flujo de la

sonda Medtronic Biomeacutedicus) y otra para la unidad motora externa (540 T

External drive Mototr Medtronic Biomeacutedicus) La bomba centriacutefuga puede

acoplarse directamente en la parte posterior de la consola o bien en la unidad

motora externa

Las bombas Biomeacutedicus tienen escasas complicaciones debidas a su

uso y el coste es relativamente bajo si lo comparamos con otros sistemas de

asistencia

13 Introduccioacuten13

13 13 13

60

En una revisioacuten de 129 casos Noon y cols 132 muestran que un nuacutemero

importante de pacientes con dantildeo reversible miocaacuterdico postcardiotomiacutea se

beneficiaron de un soporte temporal mediante una bomba centriacutefuga En esta

serie los pacientes presentaron varias complicaciones que incluyen

coagulopatiacutea insuficiencia o incluso fallo renal sepsis deacuteficits neuroloacutegicos

fallo ventricular arritmias y muerte el 563 de los pacientes fueron

destetados del soporte mecaacutenico y el 21 fue dado de alta vivo Las causas de

la muerte incluyeron fallo ventricular (624) arritmias (129) triage (cese de

medidas de soporte vital) (69) infarto de miocardio perioperatorio o paro

cardiacuteaco (05) coagulopatiacutea (40) sepsis (40) fallo del injerto (30) y

las relacionadas con el dispositivo (10) La uacutenica muerte relacionada con el

dispositivo se debioacute a un desplazamiento de la caacutenula venosa en la unidad de

cuidados intensivos que ocasionoacute una exanguinacioacuten Complicaciones

relacionadas con el dispositivo fueron vistas en el 16 de los pacientes 132

123 Asistencia mecaacutenica circulatoria parcial y total

Durante la siacutestole de la AMC la vaacutelvula de la caacutenula de entrada se

encuentra cerrada y la vaacutelvula de la caacutenula de salida abierta de modo que la

sangre mantiene un flujo direccionado hacia la aorta y no regresa al ventriacuteculo

izquierdo Durante la diaacutestole de la AMC se abre la caacutenula de entrada

(permitiendo la entrada de sangre a la maacutequina desde el ventriacuteculo izquierdo) y

se cierra la vaacutelvula de salida

13 Introduccioacuten13

13 13 13

61

La AMC puede producir una descarga total del ventriacuteculo (AMC total)

tratando de dar el mayor gasto cardiaco descargando de forma completa el

ventriacuteculo nativo o bien pueden realizar una descarga parcial (AMC parcial)

dando suficiente asistencia al ventriacuteculo nativo para mantener un correcto flujo

circulatorio y asiacute el ventriacuteculo nativo puede ayudar con su propio gasto Esto

uacuteltimo es importante cuando usamos una AMC como puente a la recuperacioacuten

del ventriacuteculo nativo

En la literatura se discute acerca de queacute tipo de asistencia es la mejor

Algunos autores 133 134 defienden el soporte total otros 135 136 opinan que el

soporte parcial puede presentar maacutes beneficios porque la asistencia total

puede producir atrofia de los miocitos

124 Asistencia mecaacutenica circulatoria y flujo de oacuterganos

En la actualidad la evidencia cliacutenica indica que la perfusioacuten y la funcioacuten

de los oacuterganos diana estaacuten bien mantenidos durante periacuteodos prolongados de

apoyo con un dispositivo de AMC 122 137 La perfusioacuten de los oacuterganos no parece

verse afectada por los tipos de flujo (pulsaacutetil frente no-pulsaacutetil) de AMC en un

modelo de fracaso cardiacuteaco croacutenico 138

Bajo circunstancias de circulacioacuten croacutenica sin pulso Saiacuteto y cols 139 no

encontraron diferencias en la histologiacutea de los oacuterganos diana (cerebro rintildeones

hiacutegado y corazoacuten) en asistencia pulsaacutetil y continua en un modelo experimental

en ovejas Tampoco encontraron diferencias en la presioacuten arterial media

aunque siacute en los niveles de renina en plasma (siendo maacutes elevados en los

13 Introduccioacuten13

13 13 13

62

animales con dispositivo de flujo continuo) esto podriacutea ser debido a una

respuesta de adaptacioacuten a la falta de presioacuten sanguiacutenea Tambieacuten hallaron un

adelgazamiento de la capa media de la aorta ascendente en ovejas con AMC

no-pulsaacutetil frente a las ovejas control 139 De hecho las resistencias vasculares

sisteacutemicas se elevan durante el uso de AVM de flujo continuo frente a las de

flujo pulsaacutetil 140

125 Asistencia mecaacutenica circulatoria y respuesta inflamatoria

Interleukinas y Factor de necrosis tumoral

La inflamacioacuten juega un papel importante en la patogeacutenesis del fracaso

cardiacuteaco 141 142 El TNF-α y las interleukinas IL-1β IL-1α e IL-6 son

clasificadas como citoquinas proinflamatorias en las respuestas primarias del

hueacutesped y la reparacioacuten de los tejidos 143 Las fuentes productoras de

citoquinas en el fracaso cardiacuteaco son muacuteltiples e incluyen el sistema inmune

los tejidos perifeacutericos y el fallo cardiacuteaco por si mismo 144 La hipoacutetesis de la

produccioacuten extramiocaacuterdica de citoquinas por endotoxinas bacterianas

causantes de dantildeo en la perfusioacuten tisular y de una hipoxia tisular 145 parece

maacutes probable Anker y cols 146 desarrollaron esta hipoacutetesis de la activacioacuten

inmunoloacutegica secundaria a una exposicioacuten de endotoxinas bacterianas debido

a episodios repetidos de edema intestinal hipoperfusioacuten intestinal y la

consecuente translocacioacuten bacteriana 146 De hecho son maacutes altos los niveles

13 Introduccioacuten13

13 13 13

63

seacutericos de endotoxinas en los pacientes con fracaso cardiacuteaco y edema y

disminuyen con tratamiento diureacutetico 147

Estudios cliacutenicos demuestran que los pacientes con fracaso cardiacuteaco

presentan un aumento del TNF-α y de las IL-6 IL-1β e IL-2 142 148 149 En

descompensaciones agudas de pacientes con disfuncioacuten sistoacutelica del ventriacuteculo

izquierdo se han encontrado aumentos de la IL-6 y de la proteiacutena C reactiva

(PCR) comparados con pacientes con FEVI conservada 150

La manera en que las citoquinas proinflamatorias afectan a la funcioacuten

mecaacutenica cardiacuteaca se diferencia en dos fases La fase temprana se caracteriza

por una raacutepida activacioacuten de los mecanismos de sentildealizacioacuten celular

interrelacionados entre siacute incluyendo respuestas celulares mediadas por

esfingoliacutepidos fosfoliacutepidos oacutexido-niacutetrico sintetasa (NOS) y oacutexido-niacutetrico (NO)

La respuesta puede ser estimuladora o depresora cardiaca dependiendo del

estado redox y metaboacutelico de la magnitud de la adaptacioacuten cardiaca y

respuestas reflejas y del efecto sineacutergico o antagoacutenico de las citoquinas

mediadoras Esta primera fase temprana va seguida de una fase tardiacutea maacutes

prolongada de depresioacuten uniforme de la contractilidad basal y estimulada151

En estudios experimentales las citoquinas estimulan el remodelado del

ventriacuteculo izquierdo 152 y la reversioacuten aguda de la disfuncioacuten contraacutectil 153 154 El

fracaso multiorgaacutenico tras cirugiacuteas mayores incluida la cirugiacutea cardiacuteaca se

atribuye a las citoquinas proinflamatorias TNF-α IL-1 IL-6 e IL-8 155 156

13 Introduccioacuten13

13 13 13

64

Pacientes portadores de AMC

El contacto de la sangre con las superficies artificiales de las AMC estaacute

asociado a alteraciones del sistema inmunoloacutegico y de la coagulacioacuten 157 158

Los pacientes portadores de estos dispositivos presentan alteraciones de

mediadores de respuesta inflamatoria y de estreacutes oxidativo 126 155 159 160 TNF

C3a C5a IL-6 IL-10 PCR y por ello riesgo de dantildeo orgaacutenico (dantildeo

neuroloacutegico pulmonar renal hepaacutetico etc) Sin embargo los niveles seacutericos

de estas citoquinas pro-inflamatorias no tienen un papel bien definido Lo que siacute

estaacute establecido es que la optimizacioacuten perioperatoria de los pacientes a los

que se les va a implantar estos dispositivos es fundamental para disminuir la

morbi-mortalidad Un aumento en las citoquinas seacutericas induce interacciones

entre los neutroacutefilos y el endotelio hipercoagulopatiacutea intravascular y conlleva

un fracaso microcirculatorio 161 Para una exitosa implantacioacuten de una AMC

eacutesta debe hacerse antes de que se produzca una hiper-citoquinemia en el

paciente con fracaso cardiacuteaco es decir es fundamental realizar una seleccioacuten

adecuada de los pacientes y definir el momento adecuado de la implantacioacuten

160 162

El uso de la AMC estaacute asociado a un mejor pronoacutestico cuando se

producen cambios favorables en los niveles seacutericos de estos mediadores 156

163 siendo los niveles seacutericos de IL-6 e IL-8 predictores de pronoacutestico en los

pacientes con AMC que se encuentran en espera de trasplante cardiaco 164 La

implantacioacuten de la AMC da como resultado a corto plazo un descenso en los

niveles del TNF-α y de la IL-6 sin embargo no se producen cambios en el

CD14 ni en el receptor de TNF sugiriendo que el proceso fisiopatoloacutegico

13 Introduccioacuten13

13 13 13

65

resultante en la respuesta inflamatoria no es alterado por la implantacioacuten de

una AMC 165

El TNF-α juega un papel importante en la inflamacioacuten celular pulmonar

mediada por los macroacutefagos Su produccioacuten inicia una cascada de respuestas

involucrando la expresioacuten de moleacuteculas de adhesioacuten y citoquinas expresadas

tanto en ceacutelulas inmunoloacutegicas como no-inmunoloacutegicas (ej ceacutelulas epiteliales

fibroblastos) dando como resultado la infiltracioacuten del tejido pulmonar dantildeado o

infectado por ceacutelulas inflamatorias 166 El TNF-α es un potente inotroacutepico

negativo El miocardio normal no expresa el TNF-α pero siacute expresa los dos

receptores de eacuteste Sin embargo en el corazoacuten disfuncionante hay un

aumento en la expresioacuten de TNF-α 167 Tambieacuten parece estimular junto con la

IL-1β la produccioacuten de oacutexido niacutetrico (NO) a traveacutes del estiacutemulo de la oacutexido-

niacutetrico sintetasa (iNOS) independiente del calcio 168 169 Concentraciones

ldquofisioloacutegicasrdquo bajas de NO pueden proteger a los miocitos frente al estreacutes

mecaacutenico y a la noradrenalina mientras que concentraciones ldquofisioloacutegicasrdquo maacutes

altas parecen causar un descenso en el nuacutemero de miocitos y deprimen asiacute la

contractilidad miocaacuterdica 169 La NO de origen cardiacuteaco inhibe la respuesta

inotroacutepico positiva a la estimulacioacuten beta-adreneacutergica en humanos con

disfuncioacuten del ventriacuteculo izquierdo El TNF-α induce apoptosis en los miocitos y

ceacutelulas endoteliales contribuyendo al fracaso cardiacuteaco 154

La IL-6 es una citoquina con un amplio espectro de efecto inmunoloacutegico

tanto humoral como celular 142 Se produce en respuesta a una infeccioacuten a la

IL-1 al interferoacuten gamma y al TNF-α y tiene una vida media plasmaacutetica menor

de 6 horas 170 La IL-1 es un mediador involucrado en la reaccioacuten inflamatoria

13 Introduccioacuten13

13 13 13

66

post-infarto que media en el remodelado del corazoacuten dilatado a traveacutes de la

activacioacuten de acciones especiacuteficas de leucocitos y fibroblastos 171

Peacuteptido natriureacutetico cerebral

Los peacuteptidos natriureacuteticos comprenden una familia de hormonas

vasoactivas que juegan un papel importante en la regulacioacuten de la homeostasis

cardiovascular y renal 172 Una forma de evaluar la respuesta neurohumoral se

basa en la determinacioacuten de los niveles de peacuteptido natriureacutetico cerebral

(PNC oacute BNP= brain natriuretic peptide) Aunque la determinacioacuten del peacuteptido

natriureacutetico auricular parece un mejor predictor de la disfuncioacuten del ventriacuteculo

izquierdo el PNC plasmaacutetico parece que complementa a los factores

pronoacutesticos tras un infarto agudo de miocardio al ser independiente de la

supervivencia a largo plazo 173 Los niveles de PNC reflejan una

descompensacioacuten en el estado hemodinaacutemico ya que su liberacioacuten al torrente

sanguiacuteneo es proporcional a la distensioacuten ventricular causada por una

sobrecarga volumeacutetrica 159 174 La implantacioacuten de una asistencia ventricular

conlleva la descarga de los ventriacuteculos nativos revirtiendo la situacioacuten de

desequilibrio de la volemia entre los ventriacuteculos lo que podriacutea normalizar el

estado neurohumoral La determinacioacuten de los niveles seacutericos de PNC podriacutea

ser un marcador para decidir el momento ideal de la implantacioacuten de la AMC

pero tambieacuten para hacer un seguimiento de la eficacia terapeacuteutica y de la

recuperacioacuten cliacutenica 175

13 Introduccioacuten13

13 13 13

67

Sistema del complemento

El sistema del complemento es un mecanismo de defensa proteoliacutetico

humoral basado en una cascada que comprende alrededor de 35 diferentes

proteiacutenas solubles y unidas a la membrana 176 El sistema del complemento

forma parte del sistema inmune innato y actuacutea a traveacutes de una controlada y

limitada proteoacutelisis de proteiacutenas mediante la activacioacuten de tres viacuteas la ldquoviacutea

claacutesicardquo la ldquoviacutea alternativardquo y la ldquoviacutea de la lectinardquo Las tres viacuteas convergen en la

formacioacuten de complemento C3 y C5 y en la viacutea final que activa la formacioacuten del

complejo de ataque de membrana 176 A nivel cardiaco el C3 activado (C3a)

causa taquicardia alteraciones en la conduccioacuten auriculo-ventricular fallo de la

contractilidad del ventriacuteculo izquierdo vasoconstriccioacuten coronaria y liberacioacuten

de histamina tras inyecciones en ceacutelulas cardiacas aisladas de cerdo 177

Niveles elevados de C3c (un producto de conversioacuten estable de C3) se han

relacionado con menor nivel de remodelado adverso y mejor supervivencia en

pacientes con fracaso cardiaco sistoacutelico estable 178

Proteiacutenas de choque teacutermico

Las citoquinas aumentan los niveles seacutericos de proteiacutenas protectoras en

el corazoacuten incluyendo las proteiacutenas de choque teacutermico (Hsp del ingleacutes Heat

Shock Proteins) 179 180 Descubiertas en 1962 en la mosca Drosophila en

respuesta a aumentos de temperatura Estas proteiacutenas se encuentran en

praacutecticamente todos los tejidos animales 181 Se ha visto que su expresioacuten estaacute

regulada por situaciones de estreacutes incluyendo aumentos de temperatura e

13 Introduccioacuten13

13 13 13

68

isquemia 182 En modelos animales la sobre-expresioacuten de Hsp70 (proteiacutena de

choque teacutermico de 70000 daltons) 183 ejerce un efecto protector sobre las

ceacutelulas cardiacuteacas frente a las lesiones de isquemia 184 185 Los niveles seacutericos

de Hsp70 aumentan de forma gradual a medida que avanza el fallo cardiacuteaco

pudiendo tener implicaciones en detecciones precoces del estadio B de la

ACCAHA (anomaliacuteas estructurales sin cliacutenica) y permitiendo asiacute monitorizar a

los pacientes de alto riego 186

Marcadores de estreacutes oxidativo

El sistema redox es esencial para el mantenimiento de la homeostasis

celular ya que mantiene un balance de oacutexido-reduccioacuten preservando el

equilibrio entre la produccioacuten de pro-oxidantes generados como resultado del

metabolismo celular y los sistemas de defensa anti-oxidantes La peacuterdida en

este balance lleva a un estado de estreacutes oxidativo 187 que no es maacutes que un

desequilibrio entre la produccioacuten de especies reactivas del oxiacutegeno y la

capacidad del sistema bioloacutegico de detoxificar raacutepidamente los reactivos

intermedios o reparar el dantildeo resultante Este dantildeo consiste en la formacioacuten de

radicales libres de oxiacutegeno (RLO) como son el anioacuten superoacutexido (O2-) el

peroacutexido de hidroacutegeno (H2O2) y el radical hidroxilo (OH-)durante el periodo de

reperfusioacuten 188

Los radicales libres son moleacuteculas que contienen un electroacuten no

apareado que los hace sumamente reactivos y capaces de dantildear a otras

moleacuteculas transformaacutendolas a su vez en moleacuteculas muy reactivas una reaccioacuten

13 Introduccioacuten13

13 13 13

69

en cadena que causa dantildeo oxidativo Las especies reactivas se forman como

productos del metabolismo de los radicales libres y aunque no todas son

radicales libres son moleacuteculas oxidantes que se transforman faacutecilmente en

radicales libres lo que les confiere la caracteriacutestica de ser compuestos muy

dantildeinos para las ceacutelulas Estas especies reactivas dantildean tanto al ADN como a

las proteiacutenas transportadoras 189

Las especies reactivas del oxiacutegeno (ROS) y las especies reactivas de

nitroacutegeno (RNS) juegan un importante papel en la regulacioacuten de la

supervivencia celular En general niveles moderados de ROSRNS pueden

funcionar como sentildeales promotoras de proliferacioacuten celular sin embargo

grandes aumentos de ROSRNS pueden conducir a la muerte celular Bajo

condiciones fisioloacutegicas el equilibrio entre la formacioacuten y la eliminacioacuten de

ROSRNS mantiene la funcioacuten apropiada de las proteiacutenas sensibles al redox

asegurando la homeostasis redox en la que las ceacutelulas responden de manera

adecuada a los estiacutemulos endoacutegenos y exoacutegenos Alteraciones de la

homeostasis redox conducen al estreacutes oxidativo 190 Los ROS incluyen iones de

oxiacutegeno radicales libres y peroacutexidos 191 Los RNS con mayor significacioacuten

fisioloacutegica el oacutexido niacutetrico (NO) y el peroxinitrito (ONOO-)

El NO es un radical libre descubierto como mediador intracelular en

1980 cuando se estudiaban los mecanismos de accioacuten de los nitratos como

faacutermacos vasodilatadores 192 Es un radical pequentildeo y gaseoso con una alta

afinidad para la interaccioacuten con hemoproteiacutenas ferrosas como la guanilato

ciclasa soluble y la hemoglobina 193 El NO se produce por la oxidacioacuten de L-

arginina en L-citrulina proceso catalizado por las oacutexido niacutetrico sintasas (NOS)

13 Introduccioacuten13

13 13 13

70

que utilizan nicotinamida adenina dinucleoacutetido fosfato (NADPH) y oxiacutegeno

como sustratos 194

La enzima NOS presenta tres isoformas la NOS neuronal (nNOS tipo I)

la NOS inducible (iNOS tipo II) y la NOS endotelial (eNOS tipo III) Muchos

tejidos expresan una o dos de estas tres isoformas Las nNOS y eNOS son

expresadas en respuesta a incrementos de la concentracioacuten del calcio

intracelular 187 La isoforma iNOS o tipo II se expresa de forma inducible en

macroacutefagos en respuesta a mediadores inflamatorios (citoquinas

lipopolisacaacuteridos etc) y su actividad es independiente del calcio 195

El NO media numerosos procesos fisioloacutegicos relajacioacuten del musculo

liso vascular y no vascular neurotransmisioacuten perifeacuterica y central activacioacuten

plaquetaria y fototransduccioacuten 196 A nivel vascular el NO actuacutea como un

potente modulador local del tono vascular y de la hemostasis El NO producido

por el endotelio de los vasos actuacutea sobre las ceacutelulas musculares lisas

vasculares o sobre las del mismo endotelio produciendo un efecto final de

relajacioacuten celular que se traduce en vasorelajacioacuten y alteracioacuten de la

permeabilidad del endotelio vascular

Hay poca evidencia de que la produccioacuten endoacutegena de NO en el corazoacuten

sano juegue un papel importante en la modulacioacuten directa de la funcioacuten

cardiacuteaca sistoacutelica En estados patoloacutegicos (cardiopatiacutea dilatada sepsis rechazo

de injerto) se piensa que el aumento en las concentraciones de NO a nivel

miocaacuterdico puede ser debido a la induccioacuten de iNOS dentro de los miocitos asiacute

como a la infiltracioacuten de ceacutelulas inflamatorias pero la situacioacuten en el corazoacuten

del ser humano sigue estando poco clara 197

13 Introduccioacuten13

13 13 13

71

13 JUSTIFICACIOacuteN

Tras el anaacutelisis previo realizado encontramos

bull Que los dispositivos de AMC son una opcioacuten terapeacuteutica en los

pacientes que se encuentran en lista de espera de trasplante cardiaco

Estos dispositivos son la solucioacuten a la escasez de donantes

bull Que los dispositivos de AMC tienen como misioacuten mantener la perfusioacuten

de los oacuterganos sin embargo se asocian a complicaciones que pueden

llevar al fracaso multiorgaacutenico

bull Que es fundamental la optimizacioacuten perioperatoria (tipo de dispositivo de

AMC monitorizacioacuten y faacutermacos) en la implantacioacuten del dispositivo de

AMC Nuestro grupo de investigacioacuten ha desarrollado una liacutenea de

investigacioacuten en el afaacuten de contribuir a dicha optimizacioacuten en la que se

ha estudiado cuaacutel es el dispositivo de AMC maacutes adecuado en lo que se

refiere al flujo de los oacuterganos 198

bull Que los faacutermacos anesteacutesicos volaacutetiles (sevoflurano) tienen un efecto

beneficioso sobre el flujo de los oacuterganos frente a los anesteacutesicos

intravenosos (propofol) en cirugiacutea cardiovascular

bull Que no existen o al menos no hemos sido capaces de encontrar

trabajos en la literatura que comparen ambos anesteacutesicos (sevoflurano y

propofol) en los dispositivos de AMC

13 Introduccioacuten13

13 13 13

72

En este trabajo trataremos de dilucidar la importancia de la

optimizacioacuten de los faacutermacos anesteacutesicos (propofol versus sevoflurano) en los

dispositivos de AMC y proponer el protocolo maacutes oacuteptimo en cuanto al flujo de

los oacuterganos

73

2- HIPOacuteTESIS Y OBJETIVOS

13 Hipoacutetesis13 y13 Objetivos13

13 13 13

74

La anestesia inhalatoria con agentes halogenados (sevoflurano) ha

demostrado una superioridad frente a la anestesia intravenosa (propofol) en lo

que se refiere al flujo de los oacuterganos en cirugiacutea cardiovascular Sin embargo en

los pacientes con AMC auacuten no hay evidencia de cuaacutel de las dos es superior en

lo que se refiere al flujo de los oacuterganos la respuesta inflamatoria y el estreacutes

oxidativo en los pacientes portadores de estos dispositivos

21- HIPOacuteTESIS

Como hipoacutetesis de trabajo sugerimos que el sevoflurano produce un

efecto protector sobre el flujo de los oacuterganos frente al propofol en los

dispositivos de AMC (H1) asumiendo como hipoacutetesis nula (H0) el hecho de que

el sevoflurano no produce este efecto

22- OBJETIVOS

1 Objetivo principal estudiar el efecto del sevoflurano y propofol en el

flujo de los oacuterganos en un dispositivo de AMC de flujo continuo

13 Hipoacutetesis13 y13 Objetivos13

13 13 13

75

2 Objetivos secundarios

21 Estudiar el efecto del sevoflurano y propofol en las variables

hemodinaacutemicas de gasometriacutea arterial y hematoloacutegicas en un dispositivo

de AMC de flujo continuo

22 Estudiar el efecto del sevoflurano y propofol en los

marcadores plasmaacuteticos de dantildeo tisular en un dispositivo de AMC de

flujo continuo

23 Estudiar el efecto del sevoflurano y propofol en los

marcadores plasmaacuteticos de respuesta inflamatoria y de estreacutes oxidativo

en un dispositivo de AMC de flujo continuo

23- PLANTEAMIENTO

En este trabajo para el cumplimiento de los objetivos se ha planteado el

siguiente disentildeo

- Se ha seleccionado como animal de experimentacioacuten al cerdo minipig

macho

- Estudio experimental comparativo randomizado de dos grupos

(sevoflurano versus propofol) seguacuten el hipnoacutetico utilizado en el

mantenimiento anesteacutesico en la AMC

PROPOFOL (Grupo PROP n=5)

SEVOFLURANO (Grupo SEVO n=5)

13 Hipoacutetesis13 y13 Objetivos13

13 13 13

76

- Meacutetodo utilizado

1 Medicioacuten del flujo de los oacuterganos mediante la teacutecnica de microesferas

de colores 199 200

2 Estudio de las variables hemodinaacutemicas mediante el cateacuteter de

arteria pulmonar

3 Estudio de las variables de gasometriacutea arterial y hematoloacutegicas y

medicioacuten de los marcadores de dantildeo tisular de respuesta

inflamatoria y de estreacutes oxidativo mediante la extraccioacuten de muestras

de sangre arterial

- Variables del estudio

1 Variable principal microesferas de colores

2 Variables secundarias paraacutemetros hemodinaacutemicos y de gasometriacutea

arterial marcadores de dantildeo tisular respuesta inflamatoria y estreacutes

oxidativo

- Las variables anteriormente descritas se estudiaron en tres momentos

- Antes del clampaje aoacutertico (Basal)

- Antes de iniciar la asistencia ventricular (AAs)

- Transcurridos 30 minutos de la asistencia parcial (AP 30rsquo)

77

3- MATERIAL Y MEacuteTODO

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

78

31 Material

311- Animal de experimentacioacuten

El animal utilizado en este estudio fue el cerdo minipig macho Estos

animales pertenecen a una liacutenea desarrollada por Sachs en el Instituto

Nacional de la Salud en Bethesda (Maryland Estados Unidos) 201 como modelo

animal para la investigacioacuten en el trasplante de oacuterganos mediante la seleccioacuten

de tres genotipos homocigotos independientes en relacioacuten con el complejo

mayor de histocompatibilidad

Los animales proceden de la granja que el Instituto Tecnoloacutegico de

Desarrollo Agrario (ITDA) de la Consejeriacutea de Medio Ambiente de la

Comunidad de Madrid posee en el Complejo Agropecuario de Aranjuez El

ITDA es un establecimiento autorizado inscrito con el nuacutemero EX 013-C en el

Registro Oficial de Establecimientos de criacutea suministradores y usuarios de

animales para la experimentacioacuten y otros fines cientiacuteficos de la Comunidad de

Madrid seguacuten la Orden de 4 de agosto de 1989 (BOCM de 24 de agosto) En

este centro los cerdos se encuentran en instalaciones construidas

especiacuteficamente para ganado porcino similares a las de una granja

convencional que garantizan su bienestar El traslado del cerdo desde la

granja hasta las instalaciones de la Unidad de Medicina y Cirugiacutea Experimental

del Hospital General Universitario Gregorio Marantildeoacuten se realiza 24 horas antes

del procedimiento quiruacutergico en una jaula individualizada en la que permanece

hasta el momento de la intervencioacuten El animalario dispone de un ambiente

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

79

controlado con temperatura de 20-22degC y humedad relativa del 55

Toda manipulacioacuten de los animales se llevoacute a cabo seguacuten las normas

recogidas en la Directiva 201063UE y RD 532013 sobre proteccioacuten de los

animales utilizados para experimentacioacuten y otros fines cientiacuteficos Fue

concedida la aprobacioacuten del Comiteacute de Eacutetica de Experimentacioacuten animal y del

Comiteacute de Investigacioacuten del Hospital General Universitario Gregorio Marantildeoacuten

312- Quiroacutefano e instalaciones

El estudio se realizoacute en la Unidad de Medicina y Cirugiacutea Experimental

del Hospital General Universitario Gregorio Marantildeoacuten de Madrid con nuacutemero de

registro ES280790000087

Las experiencias fueron realizadas en el quiroacutefano (fig 6) Eacuteste incluye

dos mesas quiruacutergicas que permiten buena movilidad en todos los planos del

espacio cuatro laacutemparas quiruacutergicas de alta intensidad y equipo de

instrumental quiruacutergico estaacutendar asiacute como material de microcirugiacutea material

especiacutefico de cirugiacutea cardiaca y material anesteacutesico

El procesamiento de las muestras se realizoacute en el laboratorio de biologiacutea

molecular de la Unidad de Medicina y Cirugiacutea Experimental

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

80

Figura 6 Vista panoraacutemica del quiroacutefano de la Unidad de Cirugiacutea Experimental

del Hospital General Universitario Gregorio Marantildeoacuten (HGUGM)

313- Material anesteacutesico

3131- Faacutermacos anesteacutesicos

Los faacutermacos anesteacutesicos empleados en el estudio fueron

- Ketamina (Ketolarreg 50mgmL Parke-Davis Madrid Espantildea)

- Sulfato de Atropina (Atropinareg1mgmL Braun Medical Tarragona

Espantildea)

- Propofol (Diprivanreg 1 Astra Zeneca Madrid Espantildea)

- Sevoflurano (Sevoranereg Abbot Laboratories SA Espantildea)

- Fentanilo (Fentanestreg015 mg3 mL Kern Pharma Barcelona Espantildea)

- Besilato de atracurio (Tracriumreg25 mg25 mL GlaxoSmithKline Espantildea)

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

81

3132- Material fungible

- Abbocath nordm20G para canalizacioacuten de vena perifeacuterica en oreja izquierda

- Tubo endotraqueal Para la intubacioacuten orotraqueal se utilizoacute un tubo

estaacutendar del nordm 55 o del 6 dependiendo del peso del espeacutecimen

modelo Murphy con baloacuten

- Cateacuteteres vasculares colocados mediante la teacutecnica de Seldinger para

canalizar la arteria y vena femorales (9 y 75 F respectivamente)

- Cateacuteter de Swan-Ganz (S-G) o cateacuteter de arteria pulmonar (75 F Swan-

Ganz CCOmbo catheter Edwards Lifesciences Irvine California

Estados Unidos)

3133- Sistemas de monitorizacioacuten hemodinaacutemica y ventilatoria

Monitorizacioacuten Hemodinaacutemica

- Monitor con electrocardiograma continuo y presioacuten arterial invasiva

(Siemens SC 9000 Siemens Medical Systems MA Estados Unidos)

- Monitor de gasto cardiaco continuo y oximetriacutea (Vigilance Edwards Critical-

Care Division Irvine California Estados Unidos)

- Desfibrilador con palas externas e internas (HVE Miami Estados Unidos)

Monitorizacioacuten Ventilatoria

- Respirador Draumlger SA 1 (Draumlger Medical AG Luumlbeck Alemania) (fig 7)

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

82

- Capnoacutegrafo Ohmeda 5250 RGM con pulsioximetriacutea (General Electric

Health Care Estados Unidos) (fig 8)

- Analizador de gases en sangre (GEMregPremiere 3000 Virginia Estados

Unidos) (fig 9)

Figura 7 Respirador

Draumlger SA 1

Figura 8Capnoacutegrafo

Ohmeda

Figura 9Analizador de

gases en sangre

GEMregPremiere

314- Dispositivo de asistencia mecaacutenica circulatoria

El dispositivo de asistencia mecaacutenica circulatoria empleado en el estudio

fue la bomba Biomeacutedicus 540 (Medtronicreg Minneapolis Estados Unidos)

La bomba Biomeacutedicus es un dispositivo de flujo continuo de localizacioacuten

extracorpoacuterea siendo posible la asistencia univentricular o biventricular La

bomba Biomeacutedicus estaacute compuesta de una estructura acriacutelica riacutegida no moacutevil

con una entrada y salida dispuestas entre ellas en aacutengulo recto El mecanismo

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

83

moacutevil o impulsor estaacute compuesto de varios conos paralelos que son impulsados

magneacuteticamente mediante un motor externo dispuesto en la consola de control

Dicho motor impulsa el disco metaacutelico localizado en la base del dispositivo

mediante fuerzas magneacuteticas por lo que no existe una continuidad entre el

motor y el disco metaacutelico de la bomba (fig 10)

Figura 10Fotografiacutea y esquema de la bomba Biomeacutedicus Entrada del flujo (A)

Salida del flujo (B) Conos (rotor) (C) Disco metaacutelico impulsor (D)

Tras el purgado de la bomba y la conexioacuten con las caacutenulas de entrada y

salida eacutesta es acoplada al motor de la consola (fig 11)

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

84

(A) (B)

Figura 11 Motor de la consola una vez implantada la bomba Biomeacutedicus

Caacutenula entrada del flujo sanguiacuteneo desde el ventriacuteculo (izquierda) (A) Caacutenula

de salida del flujo sanguiacuteneo hacia la aorta (derecha) (B)

Consola de control

La consola empleada en el estudio fue la Consola Biomeacutedicus

(Medtronic Biomedicusreg Inc Eden Prairie Minn) de la bomba centrifuga

Biomeacutedicus (fig 12) Esta consola incluye el motor donde se adapta la bomba

centrifuga en su parte frontal El panel de mandos presenta una gran

simplicidad ya que este tipo de bomba modifica el flujo dependiendo de las

revoluciones del motor Tambieacuten dispone de un sistema de alarmas para evitar

una elevada presioacuten negativa en el circuito asiacute como un sistema de parada si

se detecta aire en interior del circuito lo cual conllevariacutea un elevado riesgo de

embolismos aeacutereos

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

85

Figura 12 Consola Biomeacutedicus dos consolas independientes entre siacute

controlan los flujos y las revoluciones por minuto de la bomba

Caacutenulas

La caacutenula arterial empleada en el estudio fabricada por nuestro grupo

de investigacioacuten estaacute compuesta por una proacutetesis de PTFE (Goretexreg) de 10

mm de diaacutemetro unida a un conector de policarbonato Jostra 38-12 (MAQUET

GmbH ampCo KG) Para el drenaje del ventriacuteculo izquierdo se utilizoacute una caacutenula

Medtronic ultraflex de 23 F (Medtronic Inc Minneapolis Estados Unidos) Esta

caacutenula estaacute disentildeada originalmente para el drenaje venoso de la auriacutecula

derecha durante la circulacioacuten extracorpoacuterea Estaacute perforada en una sola etapa

con pared fina anillada resistente al acodamiento La punta es multiperforada

y ofrece un buen perfil de succioacuten si se posiciona adecuadamente (para ello se

realizoacute una marca para calcular la profundidad de colocacioacuten de la misma)

Para su conexioacuten a la asistencia se utilizoacute un conector de policarbonato Jostra

38-12 (Maquet GmbH amp Co KG)

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

86

Sistema de registro

- Transductores de presioacuten (Edwards Lifesciences Irving California

Estados Unidos) para monitorizar la presioacuten en la caacutenula de entrada y en

la de salida del dispositivo

- Medidores ultrasoacutenicos del flujo sanguiacuteneo desarrollados en el

Laboratorio de Circulacioacuten Artificial de la Unidad de Cirugiacutea Experimental

del Hospital General universitario Gregorio Marantildeoacuten Basados en placas

electroacutenicas DIGIFLOW EXT1 (EMTECreg Alemania) que se montan en

soportes metaacutelicos y se les antildeaden interfases con la electroacutenica

apropiada para visualizar la medida de flujo Las placas estaacuten provistas

de una salida analoacutegica que es la que utiliza el sistema de registro para

monitorizar el flujo instantaacuteneo Colocamos un sensor de flujo en la

caacutenula de salida del dispositivo de modo que pudimos monitorizar y

registrar de forma continua el flujo de la AMC

- Ordenador portaacutetil convencional (Para el control del dispositivo de

asistencia) conectado a un registrador que integra las sentildeales de

entrada y las incorpora al software (presiones flujos) El software de

registro y control de la asistencia fue disentildeado en el Laboratorio de

Circulacioacuten Artificial de la Unidad de Cirugiacutea Experimental del HGUGM

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

87

315- Marcadores del flujo de los oacuterganos

En nuestro estudio se utilizaron microesferas coloreadas para determinar

la distribucioacuten del flujo de los oacuterganos (Dye-Trak Triton Technology Inc San

Diego California Estados Unidos) Las microesferas tienen un diaacutemetro de 12

micras inyectaacutendose 15 millones de microesferas en cada momento del

estudio

3151-REACTIVOS

- Alcohol Etiacutelico (ETOH) (Sigma-Aldrich 27074-1)

- Tween 80 (Sigma-Aldrich 27436-4)

- Triton X-100 (Sigma-Aldrich 27074-1)

- Hidroacutexido Potaacutesico pellets (FW 5611) (Sigma-Aldrich 22147-3)

- Aacutecido Clorhiacutedrico 37 (Sigma-Aldrich 25814-8)

- Azida soacutedica (FW 6501) (Sigma-Aldrich 19993-1)

- Dimetil Formamida (DMF) (Sigma-Aldrich 15481-4)

- Etanol Acidificado (1l Etanol + 2 ml Aacutecido Clorhiacutedrico)

3152- SOLUCIONES

1 Solucioacuten para la digestioacuten alcalina (1M SDA)

1- Poner 2000 ml de agua destilada en un vaso de precipitado de 2 L

2- Colocarlo sobre un agitador magneacutetico con calefactor (a unos 50ordmC)

3- Poner en el vaso un imaacuten de agitacioacuten y comenzar a agitar a alta

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

88

velocidad

4- Antildeadir 11222 gramos de pellets de hidroacutexido potaacutesico al agua y agitar

hasta que la solucioacuten esteacute clara

5- Desconectar el calefactor y continuar agitando hasta que se alcance

la temperatura ambiente

6- Guardar la solucioacuten en botellas de plaacutestico

2 Solucioacuten acidificada de etanol

1- En un vaso de precipitado poner 1 litro de Etanol

2- Antildeadir 2 mL de Aacutecido Clorhiacutedrico (HCL al 37) y agitar

3- Guardar en botella de plaacutestico

4- Solucioacuten de HCL al 37 en Etanol al 02 volumenvolumen

3 Solucioacuten Tritonreg X-100 al 10

1- Poner 1800 mL de agua destilada en un vaso de precipitado de 2 L

2- Colocarlo en un agitador magneacutetico con calefactor ajustado a unos

50ordmC

3- Colocar un imaacuten agitador y agitar a alta velocidad

4- Antildeadir 020 gramos de Azida Soacutedica al agua destilada

5- Antildeadir 200 mL de Tritonreg X-100 y agitar hasta que la solucioacuten esteacute

clara

6- Desconectar el calefactor y dejar enfriar agitando hasta que la

solucioacuten alcance la temperatura ambiente

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

89

7- Guardar en botella de plaacutestico

4 Solucioacuten Tweenreg 80 al 10

En un tubo de polipropileno de 15 ml antildeadir 45 ml de agua destilada y

05 ml de Tweenreg 80 Poner en un agitador rotatorio durante 15 minutos

5 Solucioacuten Tweenreg 80 al 005 Solucioacuten Salina (solucioacuten transportadora de

microesferas STM)

Mezcla de 995 mL de suero salino con 05 mL de la Solucioacuten Tweenreg

80 al 10 Esta solucioacuten se utiliza para disolver las microesferas antes de

inyectarlas

3153- MATERIAL

- 50 mL de STM

- 4 tubos de polipropileno de 15 mL

- Jeringas de 2 5 y 10 mL (BD Plastipakreg Becton Dickinson SA

Madrid Espantildea)

- Agujas intravenosas 21 G de 082 mm x 254 mm (Monojet Magellanreg

Tyco Healthcare Group LP Estados Unidos)

- Espectrofotoacutemetro (Jenwayreg 6305 Reino Unido)

- Centriacutefuga refrigerada (Heraeusreg Espantildea)

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

90

3154- PREPARACIOacuteN DE LOS TUBOS DE MICROESFERAS (ME)

1 Marcar los tubos con los colores de las ME que van a llevar

2 Antildeadir a cada tubo 5 mL de STM

3 Antildeadir 15 mL de microesferas amarillas al tubo de amarillas

4 Antildeadir 15 mL de microesferas naranjas al tubo de naranjas

5 Antildeadir 15 mL de microesferas violetas al tubo de violetas

6 Enrasar todos los tubos a 10 mL con STM

7 Tapar los tubos y agitar

8 Dejar en nevera hasta su utilizacioacuten

316- Marcadores de respuesta inflamatoria

1 Cuantificacioacuten de HSPA1A (Hsp72Hsp70) 180

- Kit de ELISA EKS-715 (Assay-Designs-Stressgen Ann Arbor Michigan

USA)

2 Factor Necrosis Tumoral-alfa (TNF-α)

- Teacutecnica de ELISA comercial final (Quantikinereg Porcine TNF-α RampD

Systems Abingdon UK)

3 Complemento 3 (C3)

- Teacutecnica de ELISA saacutendwich comercial utilizando el Porcine Complement

3 (C3) ELISA Kit (Cat Nordm CSB-E06920p Cusabio Wuhan Hubei

Province 430223 PR China)

317- Marcador de estreacutes oxidativo Oxido Niacutetrico (NO)

- Kit Nitric Oxide ColorimetriC Assay Kit (Oxford Biomedical Research

Oxford MI 48371 USA)

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

91

32 Meacutetodo

321- Tipo de estudio

Estudio experimental comparativo randomizado (Microsoft Excel 2003)

de dos grupos seguacuten el hipnoacutetico utilizado en el mantenimiento anesteacutesico de la

experiencia

- PROPOFOL (Grupo PROP n=5)

- SEVOFLURANO (Grupo SEVO n=5)

322- Meacutetodo anesteacutesico

Inicialmente se premedicoacute al animal con ketamina (20 mgKg)

intramuscular (im) y atropina (004 mgKg) im Posteriormente se procedioacute a la

realizacioacuten de la anestesia general aplicando el siguiente protocolo

1- Monitorizacioacuten electrocardiograacutefica continua para la obtencioacuten de la

variable - FC frecuencia cardiaca

2- Colocacioacuten del pulsioxiacutemetro en la oreja del animal para la obtencioacuten

de la saturacioacuten arterial de oxiacutegeno

3- Canalizacioacuten de la vena marginal de la oreja

4- Induccioacuten anesteacutesica con propofol 4mgKg intravenoso (iv) y fentanilo

25 microgKg iv

5- Intubacioacuten orotraqueal y conexioacuten al respirador en modo ventilacioacuten

mecaacutenica controlada por volumen con fraccioacuten inspirada de oxiacutegeno

de 1 y volumen corriente de 6-12 mLKg para mantener normocapnia

6- Mantenimiento anesteacutesico con propofol 11-12 mgkgh (grupo

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

92

PROPOFOL) o con sevoflurano entorno 1 CAM (2) (grupo

SEVOFLURANO) junto con fentanilo 25 microgKg30 min y besilato de

atracurio 03 mgKg30 min

7- Canalizacioacuten de la arteria femoral derecha mediante teacutecnica de

Seldinger para el estudio de la variable

- PAm presioacuten arterial media sisteacutemica

8- Canalizacioacuten de la yugular interna derecha mediante teacutecnica de

Seldinger y colocacioacuten del cateacuteter de arteria pulmonar para la

obtencioacuten de las variables hemodinaacutemicas

- PAPm presioacuten arterial pulmonar media

- PVC presioacuten venosa central

- PCP presioacuten capilar pulmonar

- GC gasto cardiaco continuo

- Ic iacutendice cardiaco

- SvO2 saturacioacuten venosa mixta

- RVS resistencia vascular sisteacutemica

- IRVS iacutendice de resistencia vascular sisteacutemica

- RVP resistencia vascular pulmonar

- IRVP iacutendice de resistencia vascular pulmonar

- VS volumen sistoacutelico

- IVS iacutendice volumen sistoacutelico

- ITSVI iacutendice de trabajo del ventriacuteculo izquierdo

- ITSVD iacutendice de trabajo del ventriacuteculo derecho

- Ta temperatura

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

93

9Mediante gasometriacuteas arteriales hemos obtenido los paraacutemetros

- PaO2 presioacuten arterial de oxiacutegeno

- PaCO2 presioacuten arterial de dioacutexido de carbono

- HCO3- bicarbonato

- pH

10Hemograma para el estudio de los paraacutemetros hematoloacutegicos

- Hb hemoglobina

- Hcto hematocrito

- Plaquetas

- Hematiacutees

El estudio de las variables hemodinaacutemicas de gasometriacutea arterial y

hematoloacutegicas se realizaron en 3 momentos del estudio

- Antes del clampaje aoacutertico (Basal)

- Antes de iniciar la asistencia ventricular (AAs)

- Transcurridos 30 minutos de la asistencia parcial (AP 30rsquo)

323 Meacutetodo quiruacutergico

En todas las experiencias se aplicoacute el siguiente protocolo quiruacutergico

1 Realizacioacuten de esternotomiacutea media (con sierra portaacutetil Stryker) con

diseccioacuten por planos hasta el esternoacuten realizaacutendose hemostasia del muacutesculo y

del plano celular subcutaacuteneo con electrocauterio (Valleylab)

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

94

2 Una vez expuesto el mediastino anterior se colocoacute un separador (de

Finocchieto) y se realizoacute reseccioacuten del timo En este punto de la intervencioacuten

las dos venas mamarias internas se disecaron y ligaron para evitar

laceraciones accidentales y peacuterdida de sangre permitiendo una mayor

separacioacuten de las tablas esternales sin riesgo de lesioacuten de la vena innominada

Posteriormente se realizoacute la apertura del pericardio en T invertida colocando

puntos firmes de traccioacuten consiguiendo una adecuada exposicioacuten del corazoacuten

3 Colocacioacuten de un Abbocath 14G en la orejuela izquierda para

administrar la solucioacuten de las microesferas de colores viacutea idoacutenea para una

adecuada homogenizacioacuten y distribucioacuten posterior por los tejidos 202

4 Separacioacuten de la arteria pulmonar y aorta para realizar posteriormente

un clampaje lateral de la aorta (fig 13)

Figura 13 Separacioacuten aorta y arteria pulmonar

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

95

5 Administracioacuten de heparina soacutedica iv al animal (4 mgKg)

6 Cinco minutos despueacutes de la administracioacuten de la heparina se realizoacute

el clampaje lateral de la aorta toraacutecica ascendente (clampaje parcial clamp de

Derra) (fig 14A) Posteriormente se realizoacute una aortotomiacutea longitudinal de 15

cm y la anastomosis de la caacutenula eferente a la aorta (mediante sutura de

polipropileno de 50 Prolene) (fig 14B)

7 Tras completar la anastomosis se colocoacute un ldquoclamprdquo de tubos en la

caacutenula y se procedioacute al desclampaje lateral aoacutertico

8 Se implantoacute la caacutenula aferente o del aacutepex ventricular izquierdo Para

ello se realizaron dos suturas circulares o en ldquobolsa de tabacordquo en la punta del

ventriacuteculo izquierdo (usando una sutura de polipropileno de 30 Prolene) para

posteriormente pasar cada una por sendos torniquetes desechables Despueacutes

se realizoacute una incisioacuten en cruz en el centro de ambas bolsas (bisturiacute nordm 14) y se

dilatoacute con una pinza de Crile Finalmente se insertoacute la caacutenula aferente por este

orificio mediante movimientos rotacionales Se anudaron 2 ligaduras uniendo

los torniquetes y la caacutenula (fig 14C)

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

96

Figura 14 Clampaje lateral de la aorta toraacutecica ascendente (A) Exposicioacuten

aacutepex ventriacuteculo y colocacioacuten suturas circulares (B) Caacutenula de drenaje

ventriacuteculo izquierdo (aferente) y Caacutenula aoacutertica (eferente) (C)

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

97

324 Meacutetodo del estudio del flujo de los oacuterganos

En este estudio se utilizaron microesferas de colores para medir el flujo

sanguiacuteneo en los distintos tejidos meacutetodo ya descrito en la literatura 199 200 203 y

utilizado por nuestro grupo de investigacioacuten en estudios previos 198 El principio

baacutesico de las teacutecnicas de depoacutesito para la medida de flujos regionales consiste

en que el depoacutesito es proporcional al flujo (por unidad de volumen o masa de

tejido) es decir que la fraccioacuten de gasto cardiacuteaco que irriga una regioacuten en

particular estaacute definida por el depoacutesito fraccionado del marcador depositado en

dicha zona 200 La idea es que los marcadores depositados dan una medida por

unidad de volumen de tejido a nivel de los capilares En principio es mejor

medir el flujo por unidad de tejido extravascular puesto que la fraccioacuten de

sangre de un oacutergano no es la fraccioacuten metabolizante del oacutergano La medida

estaacutendar es ldquoflujo por gramo de tejido totalrdquo 200 Y es asiacute como el uso de

diferentes microesferas coloreadas en diferentes momentos nos permite

comparar el flujo en diferentes momentos analizando el nuacutemero de

microesferas coloreadas depositadas en cada oacutergano

VIacuteA DE ADMINISTRACIOacuteN

La inyeccioacuten de microesferas de colores se realizoacute a traveacutes de la

auriacutecula izquierda del animal

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

98

MOMENTOS ADMINISTRACIOacuteN MICROESFERAS

Las microesferas se administraron en 3 momentos del estudio

bull Antes del clampaje aoacutertico (Basal) microesferas BLANCAS

bull Momento Basal (una vez colocada la asistencia antes de su

puesta en marcha) (AAs) microesferas AMARILLAS

bull Asistencia Parcial (despueacutes de 30 minutos de asistencia parcial)

(AP 30) microesferas VIOLETAS

OacuteRGANO A ESTUDIAR

Se estudiaron los siguientes oacuterganos cerebro (loacutebulo frontal derecho e

izquierdo) corazoacuten (ventriacuteculos derecho e izquierdo) rintildeoacuten (polo inferior de

ambos rintildeones) pulmoacuten (loacutebulo medio del pulmoacuten derecho) hiacutegado (loacutebulo

izquierdo) e intestino delgado (iacuteleon terminal)

PROCESAMIENTO DE LAS MUESTRAS DE TEJIDO

Una vez obtenidas las muestras de los oacuterganos se aplicoacute el siguiente

protocolo

Obtencioacuten y almacenamiento

Obtener una muestra de tejido de unos 3 gramos (de cada oacutergano a

estudiar) y colocarla en un tubo de polipropileno de 15 mL Las muestras

pueden permanecer en nevera (0-40ordmC) durante 2-3 diacuteas o pueden permanecer

a temperatura ambiente durante cortos periodos de tiempo

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

99

Procedimiento de control

Antildeadir 10000 microesferas azules de control (100 microL) de una solucioacuten

control de microesferas azules agitadas constantemente a cada tubo

Protocolo Digestioacuten Alcalina

1 Se antildeaden 6 mL de SDA a los tubos de 15 mL Posteriormente se

colocan los tubos en una estufa a 50ordmC durante toda la noche Por la mantildeana

se abren los tubos para dejar escapar el gas acumulado y despueacutes se agitan

en voacutertice durante 15-30 segundos La mezcla de tejido deberaacute estar

completamente homogeneizada y los tubos se colocaraacuten de nuevo en la estufa

durante 1 hora maacutes

2 Despueacutes de la hora adicional repetir la agitacioacuten con voacutertice

Inspeccionar los tubos y si aparecen partiacuteculas de tejido sin digerir repetir el

procedimiento con la estufa a 60 ordmC hasta la digestioacuten total

3 Cuando haya finalizado el proceso de digestioacuten retirar los tubos de la

estufa y rellenarlos con agua destilada a 50 ordmC hasta la marca superior del

tubo Tapar los tubos y mezclarlos bien con agitacioacuten manual e inversioacuten

4 Centrifugar los tubos 15 minutos a 1500 g (2500 rpm) y aspirar el

sobrenadante verde-marroacuten de cada tubo sin aspirar el pellet

5 Resuspender el pellet con 10 Tritoacuten X-100 Usar 12 mL en los tubos

de 15 mL Los pasos siguientes requeriraacuten sonicacioacuten o agitacioacuten con voacutertice

para ayudar al proceso de digestioacuten Como se procesa cerebro se sustituye el

Tritoacuten al 10 por Tritoacuten al 15 y se repiten los pasos 5 y 6 dos veces

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

100

6 Centrifugar otra vez los tubos 5 minutos a 1500 g y aspirar el

sobrenadante de cada tubo sin aspirar el pellet

7 Resuspender el pellet con Etanol acidificado Usar 12 mL en los tubos

de 15 mL Mezclar con el voacutertice o el sonicador para deshacer el pellet Limpiar

el sonicador con alcohol despueacutes de cada utilizacioacuten

8 Centrifugar los tubos 5 minutos a 1500 g y aspirar el sobrenadante de

cada tubo sin aspirar el pellet

9 Resuspender el pellet con alcohol etiacutelico Usar 12 mL en los tubos de

15 mL Mezclar con el voacutertice o el sonicador para deshacer el pellet Limpiar el

sonicador con alcohol despueacutes de cada utilizacioacuten

10 Centrifugar otra vez los tubos 5 minutos a 1500 g y aspirar el

sobrenadante de cada tubo sin aspirar el pellet

Recuperacioacuten de las microesferas y anaacutelisis del colorante

Antes de realizar el anaacutelisis de los colorantes de microesferas se realizoacute

la calibracioacuten de la liacutenea base del espectrofotoacutemetro Esta calibracioacuten se realizoacute

con un ldquoscanrdquo con solo disolvente en la cubeta El ldquoscanrdquo se realizoacute sobre las

longitudes de onda de 350 a 700 nm

Protocolo de Recuperacioacuten de microesferas y colorante por evaporacioacuten

1 Dejar evaporar el pellet y la pequentildea cantidad de Alcohol Etiacutelico a

temperatura ambiente durante la noche La evaporacioacuten se puede acelerar con

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

101

una estufa a 50ordmC pero si se superan los 50ordmC el tubo de plaacutestico puede

absorber algo del colorante

2 Antildeadir 250 microL del disolvente (DMF) a las microesferas secas en cada

tubo y agitar con voacutertice

3 Dejar reposar los tubos durante 15 minutos como miacutenimo para permitir

que el disolvente extraiga el colorante de todas las microesferas Agitar los

tubos con voacutertice otra vez y centrifugarlos a 1500 g durante 5 minutos para

formar un pellet con las microesferas vaciacuteas y cualquier resto remanente

Aspirar el sobrenadante con una pipeta Pasteur cuidadosamente para no

aspirar nada del pellet del fondo

4 Colocar el sobrenadante en la cubeta del espectrofotoacutemetro para

medir la absorbancia

- Blanco 370 nm

- Amarillo 448 nm

- Violeta 594 nm

- Azul 670 nm

CAacuteLCULO DEL NUacuteMERO DE MICROESFERAS

El caacutelculo del nuacutemero de microesferas se basa en la absorbancia de una

solucioacuten control de 5000 microesferas (ME) para cada color utilizado

1- El nuacutemero absoluto de microesferas de una muestra se obtiene

dividiendo su absorbancia (Abs) por la absorbancia de 5000

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

102

microesferas del mismo color multiplicado por 5000

Nordm ME (muestra) = [Abs (muestra) Abs (5000 ME)] x 5000

2- Una vez calculado ese nuacutemero hay que corregirlo por el nuacutemero de

microesferas azules de control A cada tubo con la muestra de tejido se

le antildeaden 10000 microesferas azules de control para estimar las

microesferas que se pueden perder durante el procesado de las

muestras

Nordm ME (corregidas por azules) = [Nordm ME (muestra) Nordm ME (azules)] x 105

3- La siguiente correccioacuten la efectuamos por el nuacutemero de microesferas

que se inyectan al animal Se han inyectado 15 millones de

microesferas en cada inyeccioacuten

Nordm ME (por milloacuten) = Nordm ME (corregidas por azules)

millones de ME inyectadas

4- Por uacuteltimo debemos corregir el nuacutemero de microesferas por gramo

(g) de tejido analizado

Nordm ME (por milloacuten y g) = Nordm ME (por milloacuten) peso (g) de la muestra de tejido

Se obtiene al final el nuacutemero de microesferas por milloacuten y gramo de

tejido Para el estudio de los flujos tisulares se han calculado los porcentajes de

variacioacuten de las microesferas antes de asistencia respecto al momento basal

(antes de clampaje aoacutertico) y a los 30 minutos de asistencia parcial respecto al

momento antes de iniciar la asistencia 198

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

103

325- Meacutetodo del estudio de marcadores de dantildeo tisular

La muestra de sangre se obtiene de la arteria femoral derecha del

animal Esta es trasladada al laboratorio central del HGUGM donde se analizan

las siguientes determinaciones bioquiacutemicas

- ALT alanina aminotransferasa

- AST aspartato aminotransferasa

- GGT gamma-glutamil-transpeptidasa

- Bilirrubina

- FA fosfatasa alcalina

- LDH lactato deshidrogenasa

- Creatinina

- Urea

- Aacutecido Laacutectico

Las determinaciones bioquiacutemicas anteriormente descritas se realizaron

en 3 momentos del estudio

- Antes del clampaje aoacutertico (Basal)

- Antes de iniciar la asistencia ventricular (AAs)

- Transcurridos 30 minutos de la asistencia parcial (AP 30rsquo)

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

104

326- Meacutetodo del estudio de la respuesta inflamatoria

La sangre se obtiene de la arteria femoral derecha del animal en un

volumen aproximado de 10 mL por muestra que se recogen en dos tubos con

aacutecido etilendiaminotetraaceacutetico (EDTA) como anticoagulante

Se centrifugan a 3600 rpm durante 15 min a 4ordmC y el sobrenadante se

aliacutecuota en tubos eppendorf de 15 mL Se conservan a -80ordmC hasta su

procesamiento

1 Cuantificacioacuten de HSPA1A (Hsp72Hsp70)

Se cuantificoacute HSPA1A en muestras de plasma diluidas 15 mediante el

kit de ELISA EKS-715 siguiendo las instrucciones del fabricante El test EKS-

715 reconoce la HSPA1A recombinante y la forma nativa en plasma y suero y

no tiene reactividad cruzada con HSPA8 (Hsp70 constitutiva)

Se prepara una curva de calibracioacuten con 6 puntos partiendo de un

estaacutendar de [Hsp70] = 10 microgmL obteniendo un intervalo de 125 -020 ngmL

asiacute como un blanco de reaccioacuten Se pipetean por duplicado 100 microl de los

estaacutendares y las muestras de plasma (diluidas 15) La Hsp70 circulante se une

al anticuerpo monoclonal formando un complejo que queda fijado a la

microplaca La adicioacuten de anticuerpos policlonales de conejo especiacuteficos contra

estas proteiacutenas y un sustrato de tetrametilbenzidina genera un color azul de

intensidad proporcional a la cantidad de Hsp70 de cada muestra La reaccioacuten

se para antildeadiendo 2HSO4 2N La intensidad de color producido se lee a una

longitud de onda de 450 nm (referencia 540-570 nm) La concentracioacuten de

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

105

Hsp70 de las muestras expresada en ngmL se obtiene por interpolacioacuten en la

curva estaacutendar bilogariacutetmica de las absorbancias obtenidas en las muestras

desconocidas Los coeficientes de variacioacuten intra- e inter-ensayos fueron

lt10 La linealidad fue de 034-625 ngmL y la sensibilidad de 030 ngmL

2 Factor de Necrosis Tumoral alfa

EL TNF-α se cuantifica por duplicado en muestras de plasma no diluidas

mediante teacutecnica de ELISA comercial final de acuerdo con las instrucciones

del fabricante La concentracioacuten de TNFα se obtiene por interpolacioacuten sobre

curva patroacuten de regresioacuten lineal y rango de 375 pgmL-117 pgmL

La miacutenima dosis detectable de TNF-α porcino es de 28-50 pgmL con

una sensibilidad media de 37 pgmL No se ha detectado reactividad cruzada o

interferencias con otras interleuquinas porcinas

3 Complemento 3

El C3 se cuantifica en muestras de plasma porcino sin diluir mediante

teacutecnica de ELISA saacutendwich comercial utilizando el Porcine Complement 3 (C3)

ELISA Kit Para aumentar la sensibilidad del kit las muestras se incubaron en

la placa durante 20h a 4ordmC y posteriormente se siguieron las instrucciones del

fabricante La curva patroacuten se elaboroacute a partir de estaacutendares de 300 pgmL-94

pgmL

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

106

Las determinaciones de los biomarcadores de respuesta inflamatoria

anteriormente descritos se realizaron en 3 momentos del estudio

- Antes del clampaje aoacutertico (Basal)

- Antes de iniciar la asistencia ventricular (AAs)

- Transcurridos 30 minutos de la asistencia parcial (AP 30rsquo)

327- Meacutetodo del estudio del estreacutes oxidativo medicioacuten del NO

El plasma de los cerdos se diluyoacute 125 tras optimizar el desarrollo del kit

con el que se cuantificoacute Nitric Oxide ColorimetriC Assay Kit

A partir de una solucioacuten stock de 500 microM de NO y por diluciones seriadas

se elabora una curva patroacuten de entre 50 y 05 microM

El kit permite cuantificar con exactitud hasta 1pmolmicroL asymp1 microM de NO

La absorbancia final de las muestras se lee en un espectrofotoacutemetro

dotado con un filtro para una λ= 540 nm

La determinacioacuten de oacutexido niacutetrico se realizoacute en 3 momentos del estudio

- Antes del clampaje aoacutertico (Basal)

- Antes de iniciar la asistencia ventricular (AAs)

- Transcurridos 30 minutos de la asistencia parcial (AP 30rsquo)

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

107

328- Desarrollo de las experiencias

Los animales fueron asignados a uno de los 2 grupos de estudio (grupo

PROP y grupo SEVO) Una vez anestesiado el animal y colocado el dispositivo

de AMC se comenzoacute la experiencia propiamente dicha

El cateacuteter de arteria pulmonar nos permitioacute medir el gasto cardiaco

(previo al funcionamiento de la AMC) valor que nos sirvioacute como referencia del

gasto cardiaco basal que utilizamos para estimar el flujo en asistencia parcial

Para entrar en asistencia parcial ajustamos el flujo de la asistencia para

conseguir el 50 del gasto cardiaco basal El dispositivo de AMC permanecioacute

en fase de asistencia parcial durante 30 minutos Estos ajustes fueron

controlados principalmente por el sensor de flujo colocado en la caacutenula eferente

del dispositivo de AMC

Mediciones

Para estudiar el flujo de los oacuterganos se administraron microesferas de

colores en 3 momentos de la experiencia

- Antes del clampaje aoacutertico (Basal)

- Antes de iniciar la asistencia ventricular (AAs)

- Transcurridos 30 minutos de la asistencia parcial (AP 30rsquo)

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

108

Se realizaron en los 3 momentos del estudio anteriormente descritos

1 Estudios hemodinaacutemicos

2 Gasometriacuteas arteriales

3 Determinaciones hematoloacutegicas

4 Determinaciones de marcadores de dantildeo tisular

5 Determinaciones de biomarcadores de respuesta inflamatoria

6 Determinaciones de oacutexido niacutetrico

Finalizado el estudio el animal fue sacrificado con cloruro potaacutesico y se

obtuvieron biopsias del cerebro (loacutebulo frontal derecho e izquierdo) ventriacuteculo

izquierdo (endocardio y epicardio) ventriacuteculo derecho hiacutegado (loacutebulo

izquierdo) pulmoacuten (loacutebulo medio del pulmoacuten derecho) rintildeoacuten (polo inferior de

ambos rintildeones) e intestino delgado (iacuteleon terminal) para la realizacioacuten del

estudio del flujo sanguiacuteneo tisular

329- Meacutetodo estadiacutestico

Como se ha indicado en apartados anteriores la hipoacutetesis del estudio se

centra en la demostracioacuten objetiva de la superioridad de un protocolo

anesteacutesico (sevoflurano) en el flujo de los oacuterganos en los dispositivos de AMC

Por lo tanto el objetivo principal del estudio desde un punto de vista numeacuterico

se centra en la demostracioacuten de un aumento significativo en el valor medio de

los paraacutemetros que nos informan sobre la existencia de dicha superioridad

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

109

(medicioacuten del flujo de los oacuterganos mediante la teacutecnica de microesferas de

colores)

Tamantildeo muestral

Teniendo en cuenta la variable principal de estudio flujo de los oacuterganos

hemos calculado el tamantildeo muestral con el programa GRANMO

El tamantildeo muestral se ha prefijado en funcioacuten de otros estudios similares

59 Con 5 cerdos en cada grupo se obtiene una potencia del 90 para detectar

diferencias entre las medias de PROPOFOL y SEVOFLURANO de 50 o

maacutes Se asume un riesgo alfa del 5 y una desviacioacuten tiacutepica de 25

Este tamantildeo muestral ha permitido detectar como estadiacutesticamente

significativas la mayoriacutea de las comparaciones realizadas entre los 2 grupos en

el flujo de los diferentes oacuterganos

Estadiacutestica descriptiva

Para las variables cuantitativas continuas se calculoacute la media como

medida de tendencia central y el error estaacutendar de la media (SEM) como

medida de dispersioacuten

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

110

Estadiacutestica Inferencial

En el caso de las variables continuas en primer lugar se analizoacute si la

variable seguiacutea una distribucioacuten normal (Kolmogorov-Smirnov) En caso de

asumir normalidad se aplicoacute la t de Student para muestras independientes

Significacioacuten estadiacutestica P lt 005

Todos los datos obtenidos fueron introducidos y analizados con el

paquete estadiacutestico SPSS 200 para Windows (IBM Corp Armonk New York

USA) y S-PLUS 61

111

4- RESULTADOS

Resultados 13 13

112

Distribucioacuten de la edad peso y talla en los dos grupos experimentales

Los dos grupos de estudio el grupo sevoflurano y el grupo propofol no

mostraron diferencias significativas en la edad peso y talla de los animales

(Tabla 1)

Tabla 1 Distribucioacuten de la edad peso y talla en los dos grupos

experimentales grupo Propofol y grupo Sevoflurano

PROPOFOL (n = 5)

SEVOFLURANO (n = 5)

p

Edad (diacuteas) 126 plusmn 10 143 plusmn 7

028

Peso (Kg) 25 plusmn 3 34 plusmn 1

0052

Talla (cm) 87 plusmn 1 97 plusmn 2

007

Los valores se expresan en media plusmn SEM (error estaacutendar de la media) n = nuacutemero de cerdos

Resultados 13 13

113

41 Efecto de los anesteacutesicos sobre las variables hemodinaacutemicas

Para estudiar el comportamiento hemodinaacutemico en los dos grupos

propofol y sevoflurano se han obtenido las mediciones realizadas con el

electrocardiograma el cateacuteter de presioacuten arterial invasiva (insertado en la

arteria femoral) y el cateacuteter de arteria pulmonar (cateacuteter de Swan-Ganz)

Se han comparado las mediciones realizadas en los dos grupos en los 3

tiempos estudiados antes de realizar el clampaje (Basal) antes de iniciar la

asistencia (AAs) y tras 30 minutos de asistencia parcial (AP 30acute)

No se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas entre

los dos grupos en ninguno de los 3 tiempos estudiados en la frecuencia

cardiaca en la presioacuten arterial sisteacutemica (sistoacutelica diastoacutelica y media) en la

presioacuten de la arteria pulmonar (sistoacutelica diastoacutelica y media) en la presioacuten

venosa central ni en la presioacuten capilar pulmonar (tabla 2)

Resultados 13 13

114

Tabla 2 Variables Hemodinaacutemicas I mediciones antes del clampaje

(Basal) antes de la asistencia (AAs) y tras 30 minutos de asistencia

parcial (AP 30acute) en el grupo Propofol y en el grupo Sevoflurano

PROPOFOL (n = 5)

SEVOFLURANO (n = 5)

p

FC (latidosmin) Basal AAs AP 30ʹprime

107 plusmn 4 95 plusmn 4 101 plusmn 6

96 plusmn 9 89 plusmn 9 101 plusmn 6

0289 0546 0964

PAS (mmHg) Basal AAs AP 30ʹprime

109 plusmn 5 100 plusmn 3 85 plusmn 11

97 plusmn 6 105 plusmn 6 103 plusmn 8

0203 0632 0227

PAD (mmHg) Basal AAs AP 30ʹprime

63 plusmn 4 52 plusmn 3 53 plusmn 6

56 plusmn 7 50 plusmn 4 59 plusmn 6

0435 0677 0530

PAm (mmHg) Basal AAs AP 30ʹprime

80 plusmn 5 70 plusmn 3 65 plusmn 8

70 plusmn 7 65 plusmn 5 74 plusmn 7

0260 0384 0404

PAPS (mmHg) Basal AAs AP 30ʹprime

24 plusmn 2

29 plusmn 3 34 plusmn 2

30 plusmn 2

31 plusmn 2 40 plusmn 3

0066

0632 0081

PAPD (mmHg) Basal AAs AP 30ʹprime

17 plusmn 2 18 plusmn 1 20 plusmn 2

20 plusmn 1 18 plusmn 1 26 plusmn 3

0105 0543 0145

PAPm (mmHg) Basal AAs AP 30ʹprime

19 plusmn 2 23 plusmn 2 27 plusmn 1

24 plusmn 1 25 plusmn 2 33 plusmn 3

0064 0506 0083

PVC (mmHg) Basal AAs AP 30ʹprime

13 plusmn 2 15 plusmn 1 14 plusmn 3

17 plusmn 1 15 plusmn 1 16 plusmn 2

0189 0856 0584

PCP (mmHg) Basal AAs AP 30ʹprime

16 plusmn 1 18 plusmn 1

15 plusmn 05

20 plusmn 1 18 plusmn 1 19 plusmn 1

0056 0471 0052

FC frecuencia cardiaca PAS presioacuten arterial sistoacutelica PAD presioacuten arterial diastoacutelica PAm presioacuten arterial media PAPS presioacuten arterial pulmonar sistoacutelica PAPD presioacuten arterial pulmonar diastoacutelica PAPm presioacuten arterial pulmonar media PVC presioacuten venosa central PCP presioacuten capilar pulmonar Los valores se expresan como media plusmn SEM n = nuacutemero de cerdos

Resultados 13 13

115

La saturacioacuten venosa mixta el gasto cardiaco el iacutendice cardiaco el

volumen sistoacutelico y el iacutendice de volumen sistoacutelico fueron similares en ambos

grupos (propofol y sevoflurano) en los 3 momentos de estudio (Tabla 3)

Tampoco se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas en el

flujo administrado por la asistencia (propofol vs sevoflurano 095plusmn009 vs

1plusmn009 p=0639)

Tabla 3 Variables Hemodinaacutemicas II mediciones antes del clampaje

(Basal) antes de la asistencia (AAs) y tras 30 minutos de asistencia

parcial (AP 30acute) en el grupo Propofol y en el grupo Sevoflurano

PROPOFOL (n = 5)

SEVOFLURANO (n = 5)

p

SvO2 () Basal AAs AP 30ʹprime

82 plusmn 4 77 plusmn 4

82 plusmn 1

81 plusmn 3 82 plusmn 3 89 plusmn 3

0837 0429 0150

GC (lmin) Basal AAs AP 30ʹprime

26 plusmn 03 24 plusmn 03 25 plusmn 04

31 plusmn 05 3 plusmn 03

31 plusmn 04

0373 0185 0347

Ic(lminm2) Basal AAs AP 30ʹprime

36 plusmn 04 33 plusmn 05 36 plusmn 07

34 plusmn 05 34 plusmn 03 35 plusmn 04

0766 0921 0825

VS (ml) Basal AAs AP 30ʹprime

24 plusmn 2 25 plusmn 4 26 plusmn 5

34 plusmn 6 35 plusmn 6 31 plusmn 5

0133

0168 0469

IVS (mlm2) Basal AAs AP 30ʹprime

33 plusmn 3 35 plusmn 5 37 plusmn 8

37 plusmn 6 40 plusmn 6 36 plusmn 6

0537 0521 0878

SvO2saturacioacuten de oxiacutegeno venosa mixta GC gasto cardiaco IC iacutendice cardiaco VS volumen sistoacutelico IVS iacutendice de volumen sistoacutelico Los valores se expresan como media plusmn error tiacutepico de la media n = nuacutemero de cerdos

Resultados 13 13

116

Las resistencias vasculares sisteacutemicas las resistencias vasculares

pulmonares y ambos iacutendices de resistencias vasculares sisteacutemicas y

pulmonares fueron similares en ambos grupos (propofol y sevoflurano) en los 3

momentos de estudio Tampoco se han encontrado diferencias

estadiacutesticamente significativas en la temperatura (tabla 4)

Tabla 4 Variables Hemodinaacutemicas III mediciones antes del clampaje

(Basal) antes de la asistencia (AAs) y tras 30 minutos de asistencia

parcial (AP 30acute) en el grupo Propofol y en el grupo Sevoflurano Se han

reflejado las mediciones de la temperatura en los diferentes tiempos en

los dos grupos

PROPOFOL (n = 5)

SEVOFLURANO (n = 5)

p

RVS (dinsegcm5) Basal AAs AP 30ʹprime

2270 plusmn 299 2213 plusmn 379 1526 plusmn 195

1971 plusmn 991 1488 plusmn 162 1633 plusmn 308

0796 0183 0792

RVP (dinsegcm5) Basal AAs AP 30ʹprime

118 plusmn 16

246 plusmn 103 323 plusmn 56

139 plusmn 34 175 plusmn 31 376 plusmn 86

0921 0528 0637

IRVS (dinsegcm5m2) Basal AAs AP 30ʹprime

1641 plusmn 203 1583 plusmn 199 1128 plusmn 173

1701 plusmn 756 1368 plusmn 143 1433 plusmn 234

0945

0450 0351

IRVP (dinsegcm5m2) Basal AAs AP 30ʹprime

118 plusmn 16 171 plusmn 65 217 plusmn 37

139 plusmn 34 159 plusmn 32 339 plusmn 85

0587 0877 0269

Tordf (ordmC) Basal AAs AP 30ʹprime

363 plusmn 03 351 plusmn 02

339 plusmn 04

367 plusmn 02 359 plusmn 03

346 plusmn 04

0587

0080 0332

RVS resistencias vasculares sisteacutemicas RVP resistencias vasculares pulmonares IRVS iacutendice de resistencias vasculares sisteacutemicas IRVP iacutendice de resistencias vasculares pulmonares Tordf temperatura Los valores se expresan como media plusmn SEM n = nuacutemero de cerdos

Resultados 13 13

117

42 Efecto de los anesteacutesicos sobre las variables de la gasometriacutea arterial

y hematoloacutegicas

421 Variables de la gasometriacutea arterial

No se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas en la

oxigenacioacuten arterial los valores arteriales de pH bicarbonato y de PaCO2 entre

los dos grupos (propofol vs sevoflurano) en ninguno de los tres tiempos

estudiados (tabla 5)

Tabla 5 Variables de la gasometriacutea arterial mediciones antes del

clampaje (Basal) antes de la asistencia (AAs) y tras 30 minutos de

asistencia parcial (AP 30acute) en el grupo Propofol y en el grupo Sevoflurano

PROPOFOL (n = 5)

SEVOFLURANO (n = 5)

p

pH Basal AAs AP 30ʹprime

749 plusmn 003 740 plusmn 003 735 plusmn 003

749 plusmn 002 745 plusmn 002 737 plusmn 002

0957 0314 0583

PaO2 (mmHg) Basal AAs AP 30ʹprime

513 plusmn 27 503 plusmn 24 492 plusmn 43

407 plusmn 64 425 plusmn 42 483 plusmn 25

0182 0147 0867

PaCO2 (mmHg) Basal AAs AP 30ʹprime

34 plusmn 3 35 plusmn 2 38 plusmn 3

37 plusmn 3 38 plusmn 2 42 plusmn 3

0501 0428 0322

HCO3- (mEqL)

Basal AAs AP 30ʹprime

26 plusmn 1 22 plusmn 1 21 plusmn 1

28 plusmn 1 26 plusmn 1 24 plusmn 1

0195 0073 0052

PaO2 presioacuten arterial de oxiacutegeno PaCO2 presioacuten arterial de dioacutexido de carbono HCO3- bicarbonato Los valores se expresan como media plusmn SEM n = nuacutemero de cerdos

Resultados 13 13

118

422 Variables hematoloacutegicas

No se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas en la

glucemia en la hemoglobina en el hematocrito y en el recuento de hematiacutees y

plaquetas entre los dos grupos (propofol y sevoflurano) en ninguno de los tres

tiempos estudiados (tabla 6)

Tabla 6 Variables hematoloacutegicas mediciones antes del clampaje (Basal)

antes de la asistencia (AAs) y tras 30 minutos de asistencia parcial (AP

30acute) en el grupo Propofol y en el grupo Sevoflurano

PROPOFOL (n = 5)

SEVOFLURANO (n = 5)

p

Glucemia (mgdL) Basal AAs AP 30ʹprime

71 plusmn 5 67 plusmn 4

146 plusmn 71

68 plusmn 5 77 plusmn 12

71 plusmn 14

0635 0477

0377 Hb (gdL) Basal AAs AP 30ʹprime

74 plusmn 06 7 plusmn 01

8 plusmn 05

88 plusmn 05 74 plusmn 04

83 plusmn 07

0144 0337

0730 Hcto () Basal AAs AP 30ʹprime

207plusmn 18 197 plusmn 03 225 plusmn 14

257 plusmn 16 219 plusmn 12 245 plusmn 20

0079 0148 0452

Hematiacutees (10E6microLplusmn10E3) Basal AAs AP 30ʹprime

410 plusmn 322 367 plusmn 182

410 plusmn 468

495 plusmn 269 465 plusmn 389

525 plusmn 437

0079 0053

0110 Plaquetas (10E3microL) Basal AAs AP 30ʹprime

369 plusmn 49 331plusmn 50

447 plusmn 92

359 plusmn 67 340 plusmn 60

243 plusmn 42

0910 0911

0096 Hb hemoglobina Hcto hematocrito Los valores se expresan como media plusmn SEM n = nuacutemero de cerdos

Resultados 13 13

119

43 Efecto de los anesteacutesicos sobre las variables bioquiacutemicas

marcadores de dantildeo tisular

No se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas en los

marcadores de dantildeo tisular (AST ALT bilirrubina GGT FA LDH Creatinina y

aacutecido laacutectico) entre los dos grupos (propofol vs sevoflurano) en el momento

antes del clampaje aoacutertico (Basal) excepto en la urea basal en el grupo

sevoflurano que fue significativamente maacutes baja (tabla 7)

No se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas en los

marcadores de dantildeo tisular (AST ALT bilirrubina GGT FA LDH Creatinina

urea y aacutecido laacutectico) entre los dos grupos (propofol y sevoflurano) en el

momento antes de iniciar la asistencia (AAs) (tabla 7)

No se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas en los

marcadores de dantildeo tisular (AST GGT FA LDH creatinina urea y aacutecido

laacutectico) entre los dos grupos (propofol y sevoflurano) en el momento tras 30

minutos en asistencia parcial (AP 30acute) Sin embargo siacute se encontroacute una

disminucioacuten estadiacutesticamente significativa en los marcadores ALT y bilirrubina

en el grupo sevoflurano respecto al grupo propofol en el momento tras 30

minutos en asistencia parcial (AP 30acute) (tabla 7)

Resultados 13 13

120

Tabla 7 Variables bioquiacutemicas de marcadores de dantildeo tisular

mediciones antes del clampaje (Basal) antes de la asistencia (AAs) y tras

30 minutos de asistencia parcial (AP 30acute) en el grupo Propofol y en el

grupo Sevoflurano

PROPOFOL (n = 5)

SEVOFLURANO (n = 5)

p

ALT (UL) Basal AAs AP 30ʹprime

33 plusmn 2 29 plusmn 2 29 plusmn 2

26 plusmn 1 25 plusmn 2 23 plusmn 2

0054 0221 0048

AST (UL) Basal AAs AP 30ʹprime

35 plusmn 3

50 plusmn 10 94 plusmn 46

32 plusmn 5 35 plusmn 3 44 plusmn 3

0667 0116 0358

Bilirrubina (mg(dL) Basal AAs AP 30ʹprime

032 plusmn 010 025 plusmn 006 024 plusmn 002

018 plusmn 005 013 plusmn 002

012 plusmn 004

0273 0081 0028

GGT (UL) Basal AAs AP 30ʹprime

50 plusmn 6

63 plusmn 12 62 plusmn 22

43 plusmn 5 55 plusmn 8 47 plusmn 8

0398 0584 0496

FA (UL) Basal AAs AP 30ʹprime

95 plusmn 7 82 plusmn 8

89 plusmn 12

76 plusmn 6 72 plusmn 8 79 plusmn 7

0073 0428 0507

LDH (UL) Basal AAs AP 30ʹprime

395 plusmn 43 330 plusmn 19 374 plusmn 18

401 plusmn 41 331 plusmn 13 347 plusmn 27

0915 0943 0420

Creatinina (mgdL) Basal AAs AP 30ʹprime

051 plusmn 002 044 plusmn 003 045 plusmn 003

059 plusmn 003 057 plusmn 006 047 plusmn 003

0059 0085 0596

Urea (mgdL) Basal AAs AP 30ʹprime

282 plusmn 15 272 plusmn 22 282 plusmn 26

228 plusmn 11

222 plusmn 09 222 plusmn 12

0024 0059 0053

Aacutecido Laacutectico (mmolL) Basal AAs AP 30ʹprime

11 plusmn 01 15 plusmn 05 15 plusmn 03

1 plusmn 01 11 plusmn 02 12 plusmn 02

0550 0453 0434

ALT alanina aminotransferasa AST aspartato aminotransferasa GGT gamma-glutamil-transpeptidasa FA fosfatasa alcalina LDH lactato deshidrogenasa Los valores se expresan en media plusmn SEM ple005 vs sevoflurano (AP 30 min) n = nuacutemero de cerdos

Resultados 13 13

121

44 Efecto de los anesteacutesicos sobre la respuesta inflamatoria y estreacutes

oxidativo

No se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas en las

proteiacutenas de choque teacutermico (Hsp70) C3a TNFα y NO entre los dos grupos

(propofol y sevoflurano) en ninguno de los tres tiempos estudiados (tabla 8)

Tabla 8 Variables de la respuesta inflamatoria mediciones antes del

clampaje (Basal) antes de la asistencia (AAs) y tras 30 minutos de

asistencia parcial (AP 30acute) en el grupo Propofol y en el grupo Sevoflurano

PROPOFOL

(n = 5) SEVOFLURANO

(n = 5) p

Hsp70 (ngml) Basal AAs AP 30ʹprime

512 plusmn 111 568 plusmn 149 510 plusmn 087

408 plusmn 027 455 plusmn 048 398 plusmn 012

0386 0489 0268

C3a (ngml) Basal AAs AP 30ʹprime

2235 plusmn 475 1892 plusmn 329 1846 plusmn 312

1311 plusmn 410 1326 plusmn 377 141 plusmn 485

0191 0301 0479

TNFα (pgml) Basal AAs AP 30ʹprime

4270 plusmn 824 2916 plusmn 092

150345 plusmn 1512

3356 plusmn 1670 3468 plusmn 1068

147154 plusmn 3253

0615 0566 0372

ON (microM) Basal AAs AP 30ʹprime

61006 plusmn 3396 41812 plusmn 6644

28081 plusmn 12108

73261 plusmn 12993 69127 plusmn 1181 47865 plusmn 5020

0514 0143 0325

Hsp70 proteiacutena de choque teacutermico de 70000 daltons C3a complemento C3 activado TNF factor de necrosis tumoral ON oacutexido niacutetrico Los valores se expresan en media plusmn SEM (error estaacutendar de la media) n = nuacutemero de cerdos

Resultados 13 13

122

45 Efectos de los anesteacutesicos sobre las microesferas

No se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas en el

flujo sanguiacuteneo cerebral entre los dos grupos (propofol vs sevoflurano) antes

del inicio de la asistencia (tabla 9 fig 15)

Sin embargo siacute se ha encontrado un aumento del flujo sanguiacuteneo

cerebral estadiacutesticamente significativo tras 30 minutos de asistencia parcial en

ambos hemisferios cerebrales en el grupo sevoflurano respecto al grupo

propofol (tabla 9 fig15)

Tabla 9 Microesferas en ambos hemisferios cerebrales antes de la

asistencia (AAs) y tras 30 minutos de asistencia parcial (AP 30acute) en el

grupo Propofol y en el grupo Sevoflurano

PROPOFOL (n = 5)

SEVOFLURANO (n = 5)

p

LOacuteBULO FRONTAL DERECHO () AAs AP 30ʹprime

112 plusmn 7 91 plusmn 11

132 plusmn 10 171 plusmn 19

0152 0008

LOacuteBULO FRONTAL IZQUIERDO () AAs AP 30ʹprime

105 plusmn 5 95 plusmn 9

128 plusmn 10 176 plusmn 25

0109 0048

Los valores se expresan en media plusmn SEM ple005 vs sevoflurano (AP 30 min) ple001 vs sevoflurano (AP 30 min) n = nuacutemero de cerdos

Resultados 13 13

123

Figura 15 Flujo sanguiacuteneo cerebral en ambos loacutebulos frontales en los grupos

Sevoflurano (S) y Propofol (P) antes de asistencia (AAs) y a los 30 minutos de

la asistencia parcial (AP 30min) loacutebulo derecho (A) y loacutebulo izquierdo (B) Los

valores se expresan como media plusmn SEM ple005 vs sevoflurano (AP 30 min)

ple001 vs sevoflurano (AP 30acute)

Resultados 13 13

124

No se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas en el

flujo sanguiacuteneo en el ventriacuteculo derecho entre los dos grupos (propofol vs

sevoflurano) antes del inicio de la asistencia (tabla 10 fig 16A) Sin embargo

siacute se ha encontrado un aumento del flujo sanguiacuteneo estadiacutesticamente

significativo tras 30 minutos de asistencia parcial en el ventriacuteculo derecho (tabla

10 fig16A)

No se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas en el

flujo sanguiacuteneo en el pulmoacuten entre los dos grupos (propofol vs sevoflurano)

antes del inicio de la asistencia ni tras 30 minutos de asistencia parcial (tabla

10 fig 16B)

Tabla 10 Microesferas en el ventriacuteculo derecho y pulmoacuten antes de la

asistencia (AAs) y tras 30 minutos de asistencia parcial (AP 30acute) en el

grupo Propofol y en el grupo Sevoflurano

PROPOFOL (n = 5)

SEVOFLURANO (n = 5)

p

VENTRICULO DERECHO () AAs AP 30ʹprime

152 plusmn 25 53 plusmn 4

147 plusmn 12 123 plusmn 10

0849 lt0001

PULMOacuteN () AAs AP 30ʹprime

110 plusmn 9 76 plusmn 13

160 plusmn 43 138 plusmn 41

0319 0198

Los valores se expresan en media plusmn SEM ple0001 vs sevoflurano (AP 30 min) n = nuacutemero de cerdos

Resultados 13 13

125

Figura 16 Flujo sanguiacuteneo en el ventriacuteculo derecho (A) y en el pulmoacuten (B) en

los grupos Sevoflurano (S) y Propofol (P) antes de asistencia (AAs) y a los 30

minutos de la asistencia parcial (AP 30acute) Los valores se expresan como media

plusmn SEM ple0001 vs sevoflurano (AP 30acute)

Resultados 13 13

126

No se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas en el

flujo sanguiacuteneo en el ventriacuteculo izquierdo entre los dos grupos (propofol y

sevoflurano) antes del inicio de la asistencia (tabla 11 fig 17) Sin embargo siacute

se ha encontrado un aumento del flujo sanguiacuteneo en el ventriacuteculo izquierdo

estadiacutesticamente significativo tras 30 minutos de asistencia parcial en el grupo

sevoflurano respecto al grupo propofol epicardio (tabla 11 fig 17A) y

endocardio (tabla 11 fig17B)

Tabla 11 Microesferas en el ventriacuteculo izquierdo antes de la asistencia

(AAs) y tras 30 minutos de asistencia parcial (AP 30acute) en el grupo

Propofol y en el grupo Sevoflurano

PROPOFOL (n = 5)

SEVOFLURANO (n = 5)

p

EPICARDIO VI () AAs AP 30ʹprime

148 plusmn 19

50 plusmn 7

130 plusmn 6

123 plusmn 13

0432 0002

ENDOCARDIO VI () AAs AP 30ʹprime

133 plusmn 17 50 plusmn 5

144 plusmn 8

115 plusmn 11

0592 0001

VI ventriacuteculo izquierdo Los valores se expresan en media plusmn SEM ple001 vs sevoflurano (AP 30 min) ple0001 vs sevoflurano (AP 30 min) n = nuacutemero de cerdos

Resultados 13 13

127

Figura 17 Flujo sanguiacuteneo en el ventriacuteculo izquierdo en los grupos Sevoflurano

(S) y Propofol (P) antes de asistencia (AAs) y a los 30 minutos de la asistencia

parcial (AP 30acute) epicardio (A) y endocardio (B) Los valores se expresan como

media plusmn SEM ple001 vs sevoflurano (AP 30acute) ple0001 vs sevoflurano (AP

30acute)

Resultados 13 13

128

No se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas en el

flujo sanguiacuteneo en ambos rintildeones (tabla 12 fig 18) entre los dos grupos

(propofol y sevoflurano) antes del inicio de la asistencia Tampoco se han

encontrado diferencias significativas en el flujo en el rintildeoacuten tras 30 minutos de

asistencia parcial rintildeoacuten derecho (tabla 12 fig 18A) rintildeoacuten izquierdo (tabla 12

fig 18B)

Tabla 12 Microesferas en el rintildeoacuten antes de la asistencia (AAs) y tras 30

minutos de asistencia parcial (AP 30acute) en el grupo Propofol y en el grupo

Sevoflurano

PROPOFOL (n = 5)

SEVOFLURANO (n = 5)

p

RINtildeOacuteN IZQUIERDO () AAs AP 30ʹprime

114 plusmn 16 64 plusmn 12

114 plusmn 6 95 plusmn 7

0983 0067

RINtildeOacuteN DERECHO () AAs AP 30ʹprime

112 plusmn 14 67 plusmn 13

113 plusmn 4 94 plusmn 7

0960 0124

Los valores se expresan en media plusmn SEM n = nuacutemero de cerdos

Resultados 13 13

129

Figura 18 Flujo sanguiacuteneo en el rintildeoacuten en los grupos Sevoflurano (S) y Propofol

(P) antes de asistencia (AAs) y a los 30 minutos de la asistencia parcial (AP

30acute) rintildeoacuten derecho (A) y rintildeoacuten izquierdo (B) Los valores se expresan como

media plusmn SEM

Resultados 13 13

130

No se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas en el

flujo sanguiacuteneo en el hiacutegado entre los dos grupos (propofol vs sevoflurano)

antes del inicio de la asistencia (tabla 13 fig 19A) Sin embargo siacute se ha

encontrado un aumento del flujo sanguiacuteneo estadiacutesticamente significativo en el

grupo sevoflurano tras 30 minutos de asistencia parcial en el hiacutegado (tabla 13

fig 19A)

No se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas en el

flujo sanguiacuteneo en el intestino entre los dos grupos (propofol vs sevoflurano)

antes del inicio de la asistencia ni tras 30 minutos de asistencia parcial (tabla

13 fig 19B)

Tabla 13 Microesferas en el hiacutegado y en el intestino antes de la asistencia

(AAs) y tras 30 minutos de asistencia parcial (AP 30acute) en el grupo

Propofol y en el grupo Sevoflurano

PROPOFOL (n = 5)

SEVOFLURANO (n = 5)

p

HIacuteGADO () AAs AP 30ʹprime

107 plusmn 4

73 plusmn 4

117 plusmn 13

136 plusmn 15

0462 0004

INTESTINO () AAs AP 30ʹprime

99 plusmn 3 98 plusmn 7

129 plusmn 14 176 plusmn 43

0098 0121

Los valores se expresan en media plusmn SEM ple001 vs sevoflurano (AP 30 min) n = nuacutemero de cerdos

Resultados 13 13

131

Figura 19 Flujo sanguiacuteneo en el hiacutegado (A) y en el intestino (B) en los grupos

Sevoflurano (S) y Propofol (P) antes de asistencia (AAs) y a los 30 minutos de

la asistencia parcial (AP 30acute) Los valores se expresan como media plusmn SEM

ple001 vs sevoflurano (AP 30acute)

132

5- DISCUSIOacuteN

13 Discusioacuten13

13 13 13

133

El objetivo de este proyecto es estudiar el efecto del sevoflurano y

propofol en el flujo de los oacuterganos en un dispositivo de AMC de flujo continuo

en un modelo porcino

En un proyecto anterior realizado en nuestro laboratorio al estudiar el

flujo sanguiacuteneo cerebral en diferentes dispositivos de AMC observamos que el

dispositivo de AMC con caacutemara de complianza mostraba un aumento del flujo

cerebral con respecto al dispositivo centriacutefugo Biomeacutedicus y al dispositivo

pulsaacutetil Berlin Heart 198 Estos resultados muestran la importancia en la eleccioacuten

del dispositivo de AMC en lo referente al flujo sanguiacuteneo cerebral Sin embargo

auacuten no se ha estudiado en profundidad la importancia de la optimizacioacuten de los

faacutermacos anesteacutesicos (propofol y sevoflurano) en los dispositivos de AMC en

lo referente al flujo sanguiacuteneo de los oacuterganos En el proyecto que nos ocupa

hemos convertido este problema en el objeto de estudio y hemos empleado el

mismo modelo experimental en cerdos (portadores de un dispositivo centriacutefugo

Biomeacutedicus)

La prevalencia de la insuficiencia cardiacuteaca avanzada ha aumentado en

los uacuteltimos antildeos y los dispositivos de AMC son una opcioacuten en el tratamiento

del paciente con insuficiencia cardiacuteaca terminal 204 La anestesia y el manejo

perioperatorio de los pacientes portadores de AMC requiere una extensa

monitorizacioacuten un manejo anesteacutesico adecuado con faacutermacos apropiados y

los cuidados postoperatorios de expertos 205 206 debido a las complicaciones

asociadas al uso de estos dispositivos (fallo orgaacutenico insuficiencia ventricular

derecha disfuncioacuten neuroloacutegica y arritmias) 207 208

13 Discusioacuten13

13 13 13

134

El objetivo de la AMC es mantener una adecuada perfusioacuten de los

oacuterganos 209 cuando el corazoacuten nativo no es eficaz en pacientes con

insuficiencia cardiaca terminal o en espera de un trasplante cardiaco En este

trabajo hemos tratado de dilucidar la importancia de la optimizacioacuten de los

faacutermacos anesteacutesicos (propofol versus sevoflurano) en los dispositivos de

AMC y proponer el protocolo maacutes oacuteptimo en cuanto al flujo de los oacuterganos la

respuesta inflamatoria y el estreacutes oxidativo Consideramos necesario este

estudio ya que en la praacutectica cliacutenica habitual las cirugiacuteas en las que se lleva a

cabo el implante de los dispositivos de AMC el mantenimiento anesteacutesico se

realiza con estos faacutermacos (sevoflurano propofol) y posteriormente los

pacientes pueden permanecer sedados en las unidades de cuidados

especiales a la espera de un corazoacuten o a la espera de la recuperacioacuten del

ventriacuteculo nativo 205 210-214 Estos pacientes tambieacuten pueden permanecer

sedados y necesitar ventilacioacuten mecaacutenica controlada durante largos periodos

en las unidades de cuidados especiales debido a la alta incidencia de las

complicaciones asociadas a estos dispositivos (sangrado que requiere

reintervencioacuten quiruacutergica 31 taponamiento cardiaco 28 arritmias 30-60

infeccioacuten 42 fallo del ventriacuteculo derecho 108 insuficiencia respiratoria 20-

30 complicaciones neuroloacutegicas 2-40 insuficiencia renal 3-28 e

insuficiencia hepaacutetica 2-8) 211 215 No olvidemos que el incremento en la

colocacioacuten de los dispositivos de AMC observado en los uacuteltimos antildeos va unido

al aumento de las intervenciones quiruacutergicas no cardiacas en estos pacientes

Stehlik y cols 216 muestran en su estudio de 155 pacientes con AMC la

necesidad de cirugiacutea no cardiaca en 59 pacientes Brown y cols 217 de 142

pacientes 27 y Chestovich y cols 218 de 363 pacientes 64 fueron sometidos a

13 Discusioacuten13

13 13 13

135

procedimientos no cardiacos Estos datos muestran que tanto la anestesia

general como la sedacioacuten son necesarias en los pacientes con AMC que

requieren una intervencioacuten quiruacutergica no cardiaca (realizacioacuten de

procedimientos diagnoacutesticos como endoscopias hemicolectomiacutea

colecistectomiacutea microcirugiacutea lariacutengea etc) 209

En nuestro estudio no hemos encontrado diferencias en las variables

hemodinaacutemicas entre los dos grupos (sevoflurano y propofol) en AMC sin

embargo en la literatura encontramos estudios que muestran la disminucioacuten en

la PA y en la FC asociada al propofol en la induccioacuten anesteacutesica 219 El efecto

hipotensor del propofol se ha relacionado con un descenso en la RVS 220 o en

el GC 221 causado por una combinacioacuten de vasodilatacioacuten arterial y venosa 36

220 222 deterioro de los mecanismos reguladores barorreflejos 223 224 y

depresioacuten de la contractilidad miocaacuterdica 225 Aunque una inhibicioacuten del sistema

nervioso simpaacutetico podriacutea explicar todos los cambios hemodinaacutemicos inducidos

por el propofol 222 223 parece que el sistema parasimpaacutetico cardiacuteaco se inhibe

en mayor grado que el simpaacutetico durante la induccioacuten anesteacutesica con propofol

226 Ambos faacutermacos anesteacutesicos propofol y sevoflurano disminuyen la PA de

forma BIS-dependiente durante la induccioacuten anesteacutesica sin embargo la FC

parece no cambiar 226

Durante la cirugiacutea de la columna vertebral Albertin y cols 227 explican

por queacute el propofol provoca un mayor flujo de sangre pero menos sangrado

que el sevoflurano utilizando como supuesto una vasodilatacioacuten selectiva del

propofol (poscapilar vasodilatacioacuten venosa) diferente de la del sevoflurano

13 Discusioacuten13

13 13 13

136

(precapilar vasodilatacioacuten arteriolar) por lo que seriacutea de eleccioacuten el propofol

para producir hipotensioacuten durante la anestesia 227

En la literatura hemos encontrados estudios tanto en modelos animales

47 59 61 64 228 como en humanos 62 que muestran el efecto del propofol y los

anesteacutesicos volaacutetiles sobre el flujo de los oacuterganos sin embargo no hemos

podido encontrar trabajos que relacionen dicho efecto con los dispositivos de

AMC

Por otro lado la anestesia inhalatoria (sevoflurano) ha demostrado

superioridad frente a la anestesia intravenosa (propofol) en cirugiacutea

cardiovascular 60 71 229 230 sin embargo auacuten no se ha demostrado dicha

superioridad en la implantacioacuten de dispositivos de AMC

Se han realizado diferentes estudios para evaluar los efectos de los

faacutermacos anesteacutesicos sobre el metabolismo y el flujo sanguiacuteneo en el cerebro

Los resultados son sin embargo en parte contradictorios Algunos autores han

demostrado que los anesteacutesicos volaacutetiles disminuyen el flujo sanguiacuteneo

cerebral 47 61 231 mientras otros autores describen un aumento del mismo 232

233 La comparacioacuten de diversos estudios es difiacutecil debido a la variedad de

especies animales estudiadas y la falta de grupos control adecuados en

algunos estudios Ademaacutes algunos meacutetodos estaacuten restringidos uacutenicamente a

cambios globales o a ciertas aacutereas del cerebro y algunos proporcionan datos

soacutelo relativos

En nuestro trabajo el sevoflurano mostroacute un mayor flujo sanguiacuteneo

cerebral que el propofol tras la implantacioacuten de una AMC Este es el primer

13 Discusioacuten13

13 13 13

137

estudio que demuestra un efecto beneficioso del sevoflurano en comparacioacuten

con el propofol sobre el flujo sanguiacuteneo cerebral en una bomba centriacutefuga

Biomeacutedicus 540 en un modelo porcino Este aumento del flujo sanguiacuteneo

cerebral podriacutea deberse a la vasodilatacioacuten cerebral producida por los

anesteacutesicos volaacutetiles 59 234 235 no observada con el propofol 236 237 De hecho

el propofol produce vasoconstriccioacuten cerebral indirectamente al disminuir el

metabolismo cerebral 238 y disminuye la presioacuten intracraneal (PIC) en perros 236

El sevoflurano tiene un efecto vasodilatador intriacutenseco dosis-dependiente 61 232

235 sin aumentar la PIC 239 mientras que en las craneotomiacuteas la PIC es menor

en la anestesia con propofol en comparacioacuten con el uso de sevoflurano 240 La

tomografiacutea por emisioacuten de positrones confirmoacute en seres humanos que tanto el

propofol como el sevoflurano causaban una disminucioacuten del flujo sanguiacuteneo

cerebral (FSC) sin embargo esta disminucioacuten era mayor con el propofol 61 231

Otros estudios reflejan que el descenso del FSC causado por el propofol puede

estar relacionado con el metabolismo cerebral 61 237

Bungdaard y cols 232 encontraron que el sevoflurano aumenta el FSC y

disminuye la resistencia cerebrovascular (RCV) de forma dosis-dependiente

preservando la reactividad al CO2 durante 15 (07 CAM) y 25 (13 CAM) de

sevoflurano 232 Kolbitsch y cols 233 encontraron que el sevoflurano a 04 CAM

causa vasodilatacioacuten cerebral regional la resistencia cerebrovascular regional

regional (RCVr) disminuye y el volumen sanguiacuteneo cerebral regional (VSCr)

aumenta El caacutelculo del tiempo medio de traacutensito cerebral vascular regional

(rMTT o TMTr) mostroacute que el flujo FSCr aumentoacute relativamente maacutes que el

volumen VSCr indicando asiacute que el aumento observado del flujo FSCr durante

la inhalacioacuten de sevoflurano no se puede explicar soacutelo con la vasodilatacioacuten 233

13 Discusioacuten13

13 13 13

138

Las complicaciones neuroloacutegicas en los pacientes portadores de AMC

estaacuten asociadas a una alta morbilidad y mortalidad siendo su incidencia entre

el 2 y el 48 El tromboembolismo y el accidente cerebrovascular

hemorraacutegico son las complicaciones neuroloacutegicas maacutes frecuentes siendo la

isquemia cerebral por hipoperfusioacuten y el embolismo seacuteptico y aeacutereo menos

frecuentes 241 El mayor flujo sanguiacuteneo cerebral observado en nuestro estudio

con el sevoflurano podriacutea sugerir su indicacioacuten en pacientes con AMC ya que

la isquemia cerebral causada por baja perfusioacuten es una complicacioacuten

neuroloacutegica asociada a estos dispositivos

En nuestro trabajo el sevoflurano mostroacute un mayor flujo sanguiacuteneo en

el corazoacuten que el propofol tras la implantacioacuten de una AMC Este es el primer

estudio que demuestra un efecto beneficioso del sevoflurano en comparacioacuten

con el propofol sobre el flujo sanguiacuteneo en el corazoacuten en una bomba centriacutefuga

Biomeacutedicus 540 en un modelo porcino

El sevoflurano y el propofol son faacutermacos empleados en la praacutectica

cliacutenica habitual en la cirugiacutea cardiaca En la literatura encontramos trabajos que

muestran el efecto cardioprotector del sevoflurano en la cirugiacutea cardiaca en

humanos 60 229 El sevoflurano disminuye la actividad simpaacutetica y la

contractilidad miocaacuterdica en modelos animales 242 243 y sin embargo parece

tener escaso o ninguacuten efecto sobre la actividad simpaacutetica perifeacuterica en

humanos 244 y sobre el tono parasimpaacutetico cardiaco 226

13 Discusioacuten13

13 13 13

139

Los anesteacutesicos volaacutetiles han demostrado directamente o indirectamente

mejorar el precondicionamiento isqueacutemico lo que resulta en la cardioproteccioacuten

contra el infarto de miocardio y disfuncioacuten miocaacuterdica irreversible 245-249

Diferentes mecanismos estaacuten implicados en la induccioacuten del

precondicionamiento y disminucioacuten de la isquemia por reperfusioacuten del

sevoflurano viacutea caveoliacuten-3 por inhibicioacuten de la ciclooxigenasa 2 la proteiacutena

quinasa activada por AMP (adenosiacuten monofosfato) y por su efecto antioxidante

250-252

En el bypass aortocoronario tanto con circulacioacuten extracorpoacuterea como

sin ella el sevoflurano conserva la FEVI con menos evidencia de dantildeo

miocaacuterdico que el propofol 229 253 Los niveles de troponina T aumentaron en

los pacientes sometidos a cirugiacutea cardiaca con circulacioacuten extracorpoacuterea

(cirugiacutea por defecto congeacutenito cardiaco) en ambos grupos sevoflurano y

propofol 254 Sin embargo los niveles de troponina T fueron menores en el

grupo que recibioacute sevoflurano con respecto al que recibioacute propofol en cirugiacutea

coronaria sin circulacioacuten extracorpoacuterea 255 En nuestro trabajo la colocacioacuten de

la AMC se realizoacute sin circulacioacuten extracorpoacuterea por lo que los niveles de

troponina T podriacutean estar relacionados con la mejoriacutea del flujo sanguiacuteneo del

corazoacuten

El propofol tambieacuten ha demostrado cierto efecto cardioprotector en

corazones aislados de rata disminuyendo la lesioacuten por isquemia-reperfusioacuten

(mejorando la funcioacuten cardiaca y el flujo coronario) mediante un aumento de la

oacutexido niacutetrico sintasa y la produccioacuten de oacutexido niacutetrico 269 257 En nuestro trabajo

los niveles de oacutexido niacutetrico en plasma fueron similares en ambos protocolos

13 Discusioacuten13

13 13 13

140

anesteacutesicos (sevoflurano y propofol)

Es importante sentildealar que a pesar de que el propofol se utiliza en

cirugiacutea cardiaca no olvidemos que el bypass cardiopulmonar altera las

propiedades farmacocineacuteticas (altera la concentracioacuten plasmaacutetica) de este

faacutermaco debido a la hemodilucioacuten hipotensioacuten hipotermia aislamiento del

pulmoacuten de la circulacioacuten y posible secuestro del faacutermaco en el circuito de

circulacioacuten extracorpoacuterea 258 Estos cambios en la concentracioacuten plasmaacutetica del

propofol causados por el bypass cardiopulmonar podriacutean verse reflejados en su

efecto sobre los oacuterganos 259

En nuestro trabajo el sevoflurano mostroacute un mayor flujo sanguiacuteneo en

el hiacutegado que el propofol tras la implantacioacuten de una AMC Este es el primer

estudio que demuestra un efecto beneficioso del sevoflurano en comparacioacuten

con el propofol sobre el flujo sanguiacuteneo hepaacutetico en una bomba centriacutefuga

Biomeacutedicus 540 en un modelo porcino

Bernard y cols 260 describen una disminucioacuten del flujo portal con una

CAM de 12 y 2 de sevoflurano y un aumento del flujo hepaacutetico con una CAM

de 2 mientras que el gasto cardiacuteaco se redujo soacutelo a la concentracioacuten maacutes alta

(2 CAM) Estos hallazgos podriacutean estar relacionados con el aumento del flujo

sanguiacuteneo hepaacutetico encontrado en el grupo del sevoflurano en nuestro trabajo

En la literatura encontramos trabajos que muestran el efecto protector

hepaacutetico del sevoflurano en cirugiacutea cardiaca Tras la cirugiacutea de arteria coronaria

con bypass cardiopulmonar los niveles de ALT AST y LDH aumentaron de

13 Discusioacuten13

13 13 13

141

forma temporal tanto con el propofol como con el sevoflurano siendo este

aumento menor en el grupo del sevoflurano 230

La liberacioacuten de enzimas intracelulares y su deteccioacuten en muestras de

sangre circulante es un meacutetodo aceptado para detectar dantildeo tisular 229 261 262

La LDH se encuentra en el citoplasma de diversos tipos de ceacutelulas y se puede

considerar un indicador no especiacutefico de dantildeo tisular 263 AST y ALT son

marcadores de dantildeo hepaacutetico y se han correlacionado con dantildeo histoloacutegico

hepaacutetico 261 Ademaacutes la AST es un enzima intestinal de la seromucosa y se

libera durante la lesioacuten de isquemia-reperfusioacuten intestinal 262 263

En nuestro trabajo no hemos encontrado diferencias entre los dos

grupos en los valores de las transaminasas AST y GGT fosfatasa alcalina

LDH creatinina y aacutecido laacutectico Sin embargo siacute hemos encontrado un

descenso del marcador de dantildeo hepaacutetico (ALT) en el grupo del sevoflurano con

respecto al del propofol Esto podriacutea estar relacionado con el aumento del flujo

hepaacutetico encontrado en el grupo del sevoflurano

Es comuacuten la hiperbilirrubinemia en los pacientes tras de la implantacioacuten

de una AMC por disfuncioacuten endotelial del sinusoide hepaacutetico 265 o por la

congestioacuten cardiaca 266 En nuestro trabajo la bilirrubina total fue mayor en los

animales anestesiados con propofol (a los 30 minutos de asistencia parcial) con

respecto al grupo del sevoflurano Este hallazgo podriacutea estar relacionado con la

reduccioacuten del flujo sanguiacuteneo en el hiacutegado y el corazoacuten en el grupo del

propofol con respecto a los cerdos anestesiados con sevoflurano

13 Discusioacuten13

13 13 13

142

En nuestro trabajo no hemos encontrado diferencias significativas entre

los dos faacutermacos (sevoflurano y propofol) en el flujo sanguiacuteneo en el rintildeoacuten

pulmoacuten e intestino tras la implantacioacuten de una bomba centriacutefuga Biomeacutedicus

540 en un modelo porcino

La concentracioacuten plasmaacutetica de creatinina ha sido validada cliacutenicamente

como marcador de la funcioacuten renal 267y es maacutes fiable que la urea como

marcador rutinario de funcioacuten renal 268 Seguacuten estudios previos el sevoflurano

no produce aumentos en la creatinina tras la cirugiacutea electiva de la arteria

coronaria 269 ni tras cirugiacuteas no cardiacas 270-274 De hecho exposiciones a

altas concentraciones (3) de sevoflurano durante 8 horas no produjo cambios

cliacutenicamente significativos en los marcadores de disfuncioacuten renal 275 Siacute se ha

visto un aumento en la glucosuria albuminuria y proteinuria tras cirugiacuteas

centrales en comparacioacuten con cirugiacuteas en aacutereas perifeacutericas tanto con el

sevoflurano (05-15 MAC) como con el propofol disminuyendo la

concentracioacuten plasmaacutetica de urea pero sin aumentar la concentracioacuten

plasmaacutetica de creatinina 276 En nuestro estudio no hemos medido otros

marcadores como enzimas urinarias por la imposibilidad debido al protocolo (al

ser un experimento agudo el animal se sacrificoacute una vez terminado el

estudio)Tras la cirugiacutea de arteria coronaria con bypass cardiopulmonar los

niveles de creatinina no aumentaron en ninguno de los dos grupos (sevoflurano

y propofol) 230

En nuestro trabajo el sevoflurano fue superior en lo referente al flujo

cerebral cardiaco y hepaacutetico sin embargo no encontramos diferencias

13 Discusioacuten13

13 13 13

143

significativas en otros oacuterganos como son el rintildeoacuten el pulmoacuten y el intestino La

diferente respuesta del sevoflurano al flujo sanguiacuteneo de los oacuterganos podriacutea

explicarse por su efecto dependiente de la dosis 47 64 228

En nuestra institucioacuten el Hospital General Universitario Gregorio

Marantildeoacuten se ha desarrollado un programa de AMC Como hemos sentildealado

anteriormente el manejo anesteacutesico en los pacientes a los que se les implanta

un dispositivo de AMC es fundamental durante el periodo intraoperatorio y

postoperatorio Los resultados de nuestro trabajo sugieren que la eleccioacuten de

un protocolo anesteacutesico basado en la anestesia inhalatoria con sevoflurano

podriacutea ser beneficioso en estos pacientes al aumentar el flujo sanguiacuteneo

cerebral cardiaco y hepaacutetico A pesar de que el tiempo que transcurre en la

implantacioacuten de una AMC es relativamente corto el uso de anesteacutesicos

volaacutetiles en cirugiacutea cardiaca ha demostrado una disminucioacuten de las

complicaciones cardiovasculares a largo plazo asiacute como de la mortalidad 277

Tambieacuten es importante sentildealar que la administracioacuten de sevoflurano durante el

periodo intraoperatorio y postoperatorio en pacientes sometidos a cirugiacutea de

bypass aortocoronario sin circulacioacuten extracorpoacuterea mejora el efecto

cardioprotector con respecto a la administracioacuten del mismo uacutenicamente durante

el periodo intraoperatorio 255 Por uacuteltimo no olvidemos la alta incidencia de

complicaciones asociadas a los dispositivos de AMC lo que obliga al paciente

a permanecer durante largos periodos de tiempo en las unidades de cuidados

especiales sedados La sedacioacuten con sevoflurano en estas unidades es posible

13 Discusioacuten13

13 13 13

144

gracias a la existencia de unos dispositivos especiales (AnaConDa (acroacutenimo

de ldquodispositivo dispensador de anestesiardquo) 255

Nuestro grupo de investigacioacuten desarrolla desde hace varios antildeos una

liacutenea de trabajo centrada en la optimizacioacuten de los dispositivos de AMC en

modelos experimentales animales intentando mejorar los programas de

asistencia ventricular En este trabajo hemos estudiado diferentes faacutermacos

anesteacutesicos (sevoflurano y propofol) buscando una mejor perfusioacuten de los

oacuterganos en los pacientes con asistencia circulatoria Tras los resultados de esta

tesis doctoral nuestro grupo de investigacioacuten ha iniciado el estudio de la

optimizacioacuten en lo referente a la monitorizacioacuten hemodinaacutemica en los

dispositivos de AMC en un modelo experimental animal La medicioacuten del gasto

cardiaco es esencial para proporcionar un tratamiento oacuteptimo a los pacientes

en estado criacutetico que necesitan asistencia ventricular 205 Hasta el momento

actual el cateacuteter de Swan-Ganz (cateacuteter de arteria pulmonar) es el uacutenico

meacutetodo disponible para la medicioacuten del gasto cardiaco continuo sin embargo

su uso se ve limitado por su caraacutecter altamente invasivo Nuestro grupo de

investigacioacuten busca alternativas al cateacuteter de arteria pulmonar es decir una

monitorizacioacuten menos invasiva para disminuir la morbilidad y mortalidad de los

pacientes portadores de AMC Por lo que se analizaraacute la correlacioacuten en el gasto

cardiaco entre la termodilucioacuten transpulmonar (sistema PiCCO) y la

termodilucioacuten pulmonar (cateacuteter de arteria pulmonar) en los dispositivos de

AMC

13 Discusioacuten13

13 13 13

145

Al analizar nuestro trabajo experimental hemos encontrado las

siguientes limitaciones que trataremos de corregir en futuros estudios

En primer lugar la AMC estaacute disentildeada para ser utilizada en los

pacientes con insuficiencia cardiacuteaca por lo tanto nuestros resultados no

pueden ser directamente aplicables a la praacutectica cliacutenica ya que nuestro trabajo

se ha realizado con animales sanos tal como se describe en otros trabajos

publicados 160 278 Si bien se eligieron cerdos pues su sistema cardiovascular

es parecido al de los humanos 279 la limitacioacuten del corazoacuten sano deberiacutea

abordarse en un modelo animal de shock cardiogeacutenico

En segundo lugar hemos estudiado los efectos a corto plazo de los

anesteacutesicos (propofol y sevoflurano) en animales con una AMC por lo que

seriacutea importante realizar estudios que evaluacuteen si estas diferencias se

mantienen en el tiempo

En tercer lugar tanto en los modelos animales como en la praacutectica

cliacutenica los efectos de los anesteacutesicos inhalados sobre el flujo sanguiacuteneo de los

oacuterganos pueden ser dependientes de la dosis administrada 47 64 228 La

concentracioacuten de sevoflurano utilizada en nuestro trabajo fue el 2 en volumen

espirado que representa aproximadamente 1 CAM en los seres humanos

concentracioacuten utilizada en otros estudios que muestran efectos beneficiosos en

un modelo de isquemia-reperfusioacuten tras oclusioacuten de la aorta toraacutecica en cerdos

280 Seraacuten por tanto necesarios nuevos estudios para evaluar la relacioacuten dosis-

dependencia y buscar un umbral de mejora del flujo sanguiacuteneo a nivel

orgaacutenico

13 Discusioacuten13

13 13 13

146

No podemos olvidar la necesidad de los ensayos cliacutenicos aleatorizados

que confirmen en humanos los resultados obtenidos en este trabajo y que

muestren su repercusioacuten cliacutenica

147

6- CONCLUSIONES

13 Conclusiones13

13 13 13

148

1 El sevoflurano muestra con respecto al propofol un aumento significativo

del flujo sanguiacuteneo en el cerebro corazoacuten e hiacutegado en un dispositivo de AMC

de flujo continuo en un modelo porcino Sin embargo no hemos encontrado

diferencias en el flujo sanguiacuteneo del pulmoacuten rintildeoacuten e intestino

2 No hemos encontrado diferencias significativas en las variables

hemodinaacutemicas de gasometriacutea arterial y hematoloacutegicas entre los dos grupos

(sevoflurano y propofol) en un dispositivo de AMC de flujo continuo

3 No hemos encontrado diferencias significativas en los marcadores

plasmaacuteticos de dantildeo tisular entre los dos grupos (sevoflurano y propofol) en un

dispositivo de AMC de flujo continuo

4 No hemos encontrado diferencias significativas en los marcadores

plasmaacuteticos de respuesta inflamatoria y estreacutes oxidativo entre los dos grupos

(sevoflurano y propofol) en un dispositivo de AMC de flujo continuo

149

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243 Kanaya N Kawana S Tsuchida H Miyamoto A Ohshika H Namiki A

Comparative myocardial depression of sevoflurane isoflurane and

halothane in cultured neonatal rat ventricular myocytes Anesth Analg

199887(5)1041-7

244 Ebert TJ Muzi M Lopatka CW Neurocirculatory responses to

sevoflurane in humans A comparison to desflurane Anesthesiology

199583(1)88-95

245 Cope DK Impastato WK Cohen MV Downey JM Volatile anesthetics

protect the ischemic rabbit myocardium from infarction Anesthesiology

13 Bibliografiacutea13

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182

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246 Preckel B Schlack W Comfegravere T Obal D Barthel H Thaumlmer V

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reperfusion injury after regional myocardial ischaemia in the rabbit heart

in vivo Br J Anaesth 199881(6)905-12

247 Toller WG Kersten JR Pagel PS Hettrick DA Warltier DC

Sevoflurane reduces myocardial infarct size and decreases the time

threshold for ischemic preconditioning in dogs Anesthesiology

199991(5)1437-46

248 Zaugg M Lucchinetti E Spahn DR Pasch T Schaub MC Volatile

anesthetics mimic cardiac preconditioning by priming the activation of

mitocondrial KATP channels via multiple signaling pathways

Anesthesiology 2002 97(1)4-14

249 Hanouz JL Yvon A Massetti M Lepage O Babatasi G Khayat A

Bricard H Geacuterard JL Mechanisms of desflurane-induced preconditioning

in isolated human right atria in vivo Anesthesiology 200297(1)33-41

250 Zhao J Wang F Zhang Y Jiao L Lau WB Wang L et al Sevoflurane

preconditioning attenuates myocardial ischemiareperfusion injury via

caveolin-3-dependent cyclooxygenase-2 inhibition Circulation 2013

128(11 Suppl 1)S121-9

251 Shiomi M Miyamae M Takemura G Kaneda K Inamura Y Onishi A

et al Induction of autophagy restores the loss of sevoflurane cardiac

preconditioning seen with prolonged ischemic insult Eur J Pharmacol

201472458-66

252 Zhou C Li H Yao Y Li L Delayed remote ischemic preconditioning

13 Bibliografiacutea13

13 13 13

183

produces an additive cardioprotection to sevoflurane postconditioning

through an enhanced heme oxygenase 1 level partly via nuclear factor

erythroid 2-related factor 2 nuclear translocation J Cardiovasc

Pharmacol Ther 201419(6)558-66

253 De Hert SG Cromheecke S ten Broecke PW Mertens E De Blier IG

Stockman BA et al Effects of Propofol Desflurane and Sevoflurane on

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254 Malagon I Hogenbirk K van Pelt J Hazekamp MG Bovill JG Effect

of three different anaesthetic agents on the postoperative production of

cardiac troponin T in paediatric cardiac surgery Br J Anaesth

200594(6)805-9

255 Guerrero Orriach JL Galaacuten Ortega M Ramirez Aliaga M Iglesias P

Rubio Navarro M Cruz Mantildeas J Prolonged sevoflurane administration in

the off-pump coronary artery bypass graft surgery beneficial effects J

Crit Care 201328(5)879e13-8

256 Ko SH Yu CW Lee SK Choe H Chung MJ Kwak YG et al Propofol

attenuates ischemia-reperfusion injury in the isolated rat heart Anesth

Analg 199785(4)719-24

257 Sun HY Xue FS Xu YC Li CW Xiong J Liao X el al Propofol

improves cardiac functional recovery after ischemia-reperfusion by up

regulating nitric oxide synthase activity in the isolated rat hearts Chin

Med J (Engl) 2009122(24)3048-54

258 Mets B The pharmacokinetics of anesthetic drugs and adjuvants

during cardiopulmonary bypassActa Anaesthesiol

13 Bibliografiacutea13

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Malbouisson LM et al Effects of cardiopulmonary bypass on propofol

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(Sao Paulo) 200964(3)215-21

260 Bernard JM Doursout MF Wouters P Hartley CJ Merin RG Chelly

JE Effects of sevoflurane and isoflurane on hepatic circulation in the

chronically instrumented dog Anesthesiology 199217(3)541-5

261 Nielsen VG Tan S Kirk KA et al Halothane and xanthine oxidase

increase hepatocellular enzyme release and circulating lactate after

ischemia-reperfusion in rabbits Anesthesiology 199787(4)908-17

262 Caglayan F Caglayan O Gunel E Elcuman Y Cakmak M Intestinal

ischemia-reperfusion and plasma enzyme levels Pediatr Surg Int

200218(4)255-7

263 Abrahacirco MS Montero EFS Junqueira VBC Giavarotti L Juliano Y

Fagundes DJ Biochemical and morphological evaluation of ischemia-

reperfusion injury in rat small bowel modulated by ischemic

preconditioning Transplant Proc 200436(4)860-2

264 Sachs SM Morton JH Schwartz SI Acute mesenteric ischemia

Surgery 198292(4)646-53

265 Yamaguchi T Sawa Y Masai T Nishimura M Chang JC Nishida T

Ohtake S Matuda H Hepatic sinusoid endothelial dysfunction plays a

role in hyperbilirubinemia in patients following implantation of an LVAD

ASAIO J 199743(5)M449-52

266 Miller LW Lietz K Candidate selection for long-term left ventricular

13 Bibliografiacutea13

13 13 13

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200625(7)756-64

267 Bellomo R Acute renal failure En Oh T Oxford Butterworth-

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268 Isles CG Paterson JR Serum creatinine and urea Make the most of

these simple test Br J Hosp Med 199655(8)513-6

269 Story DA Poustie S Liu G McNicol PL Changes in plasma creatinine

concentration after cardiac anesthesia with isoflurane propofol or

sevoflurane a randomized clinical trial Anesthesiology 200195(4)842-

8

270 Mazze RI Callan CM Galvez ST Delgado-Herrera L Mayer DB The

effects of sevoflurane on serum creatinine and blood urea nitrogen

concentrations A retrospective twenty-two-center comparative

evaluation of renal function in adult surgical patients Anesth Analg

200090(3)683-8

271 Groudine SB Fragen RJ Kharasch ED Eisenman TS Frink EJ

McConnell S Comparison of renal function following anesthesia with

low-flow sevoflurane and isoflurane J Clin Anesth 199911(3)201-7

272 Bito H Ikeuchi Y Ikeda K Effects of low-flow sevoflurane anesthesia

on renal function Comparison with high-flow sevoflurane anesthesia and

low-flow isoflurane anesthesia Anesthesiology 199786(6)1231-7

273 Obata R Bito H Ohmura M Moriwaki G Ikeuchi Y Katoh T et al The

effects of prolonged low-flow sevoflurane anesthesia on renal and

hepatic function Anesth Analg 200091(5)1262-8

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13 Bibliografiacutea13

13 13 13

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199888(3)601-10

276 Ebert TJ Arain AR Renal responses to low-flow desflurane

sevoflurane and propofol in patients Anesthesiology 200093(6)1401-6

277 De Hert S Vlasselaers D Barbeacute R Ory JP Dekegel D Donnadonni

R et al A comparison of volatile and non volatile agents for

cardioprotection during on pump coronary surgery Anaesthesia

200964(9)953-60

278 Tuzun E Narin C Gregoric ID Cohn WE Frazier OH Ventricular

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Res 2011171(1)71-5

279 Dodds WJ The pig model for biomedical research Federation Proc

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280 Annecke T Kubitz JC Kahr S Hilberath JM Langer K Kemming GI

et al Effects of sevoflurane and propofol on ischaemia-reperfusion injury

after thoracic-aortic occlusion in pigs Br J Anaesth 2007 May98(5)581-

90

187

8- IacuteNDICE DE FIGURAS Y TABLAS

13 Iacutendice13 de13 Figuras13 y13 Tablas13

13 13 13

188

Iacutendice de Figuras

Paacuteg

Figura 1 Estructura quiacutemica de los agentes halogenados 32

Figura 2 Distribucioacuten del tipo de asistencia ventricular previa al

trasplante por periodos

48

Figura 3 Presiones en el sistema circulatorio 52

Figura 4 Tipos de bombas seguacuten el flujo que producen 53

Figura 5 Fotografiacutea de la bomba Biomeacutedicus 59

Figura 6 Vista panoraacutemica del quiroacutefano de la Unidad de Cirugiacutea

Experimental del Hospital General Universitario Gregorio Marantildeoacuten

80

Figura 7 Respirador Draumlger SA 1 82

Figura 8 Capnoacutegrafo Ohmeda 82

Figura 9 Analizador de gases en sangre GEMregPremiere 82

Figura 10 Fotografiacutea y esquema de la bomba Biomeacutedicus 83

Figura 11 Motor de la consola una vez implantada la bomba

Biomeacutedicus

84

Figura 12 Consola Biomeacutedicus 85

Figura 13 Separacioacuten de la aorta y la arteria pulmonar 94

Figura 14 Clampaje lateral aorta toraacutecica ascendente (A)

Exposicioacuten aacutepex ventriacuteculo y colocacioacuten suturas circulares (B)

Caacutenula de drenaje ventriacuteculo izquierdo (aferente) y Caacutenula aoacutertica

13 Iacutendice13 de13 Figuras13 y13 Tablas13

13 13 13

189

(eferente) (C) 96

Figura 15 Flujo sanguiacuteneo cerebral en ambos loacutebulos frontales en

los grupos Sevoflurano (S) y Propofol (P) antes de asistencia

(AAs) y a los 30 minutos de la asistencia parcial (AP 30acute) loacutebulo

derecho (A) y loacutebulo izquierdo (B)

123

Figura 16 Flujo sanguiacuteneo en el ventriacuteculo derecho (A) y en el

pulmoacuten (B) en los grupos Sevoflurano (S) y Propofol (P) antes de

asistencia (AAs) y a los 30 minutos de la asistencia parcial (AP

30acute)

125

Figura 17 Flujo sanguiacuteneo en el ventriacuteculo izquierdo en los grupos

Sevoflurano (S) y Propofol (P) antes de asistencia (AAs) y a los 30

minutos de la asistencia parcial (AP 30acute) epicardio (A) y

endocardio (B)

127

Figura 18 Flujo sanguiacuteneo en el rintildeoacuten en los grupos Sevoflurano

(S) y Propofol (P) antes de asistencia (AAs) y a los 30 minutos de

la asistencia parcial (AP 30acute) rintildeoacuten derecho (A) y rintildeoacuten izquierdo

(B)

129

Figura 19 Flujo sanguiacuteneo en el hiacutegado (A) y en el intestino (B) en

los grupos Sevoflurano (S) y Propofol (P) antes de asistencia

(AAs) y a los 30 minutos de la asistencia parcial (AP 30acute)

131

13 Iacutendice13 de13 Figuras13 y13 Tablas13

13 13 13

190

Iacutendice de Tablas

Paacuteg

Tabla 1 Distribucioacuten de la edad peso y talla en los dos grupos

experimentales grupo Propofol y grupo Sevoflurano 112

Tabla 2 Variables Hemodinaacutemicas I mediciones antes del

clampaje (Basal) antes de la asistencia (AAs) y tras 30 minutos

de asistencia parcial (AP 30acute) en el grupo Propofol y en el grupo

Sevoflurano

114

Tabla 3 Variables Hemodinaacutemicas II mediciones antes del

clampaje (Basal) antes de la asistencia (AAs) y tras 30 minutos

de asistencia parcial (AP 30acute) en el grupo Propofol y en el grupo

Sevoflurano

115

Tabla 4 Variables Hemodinaacutemicas III mediciones antes del

clampaje (Basal) antes de la asistencia (AAs) y tras 30 minutos

de asistencia parcial (AP 30acute) en el grupo Propofol y en el grupo

Sevoflurano

116

Tabla 5 Variables de la gasometriacutea arterial mediciones antes

del clampaje (Basal) antes de la asistencia (AAs) y tras 30

minutos de asistencia parcial (AP 30acute) en el grupo Propofol (n=5)

y en el grupo Sevoflurano (n=5)

117

Tabla 6 Variables hematoloacutegicas mediciones antes del

clampaje (Basal) antes de la asistencia (AAs) y tras 30 minutos

de asistencia parcial (AP 30acute) en el grupo Propofol y en el grupo

Sevoflurano

118

Tabla 7 Variables bioquiacutemicas de marcadores de dantildeo tisular

mediciones antes del clampaje (Basal) antes de la asistencia

(AAs) y tras 30 minutos de asistencia parcial (AP 30acute) en el grupo

13 Iacutendice13 de13 Figuras13 y13 Tablas13

13 13 13

191

Propofol y en el grupo Sevoflurano 120

Tabla 8 Variables de la respuesta inflamatoria mediciones antes

del clampaje (Basal) antes de la asistencia (AAs) y tras 30

minutos de asistencia parcial (AP 30acute) en el grupo Propofol y en

el grupo Sevoflurano

121

Tabla 9 Microesferas en ambos hemisferios cerebrales antes

de la asistencia (AAs) y tras 30 minutos de asistencia parcial

(AP 30acute) en el grupo Propofol y en el grupo Sevoflurano

122

Tabla 10 Microesferas en el ventriacuteculo derecho y pulmoacuten antes

de la asistencia (AAs) y tras 30 minutos de asistencia parcial (AP

30acute) en el grupo Propofol y en el grupo Sevoflurano

124

Tabla 11 Microesferas en el ventriacuteculo izquierdo antes de la

asistencia (AAs) y tras 30 minutos de asistencia parcial (AP 30acute)

en el grupo Propofol y en el grupo Sevoflurano

126

Tabla 12 Microesferas en el rintildeoacuten antes de la asistencia (AAs) y

tras 30 minutos de asistencia parcial (AP 30acute) en el grupo

Propofol y en el grupo Sevoflurano

128

Tabla 13 Microesferas en el hiacutegado y en el intestino antes de la

asistencia (AAs) y tras 30 minutos de asistencia parcial (AP 30acute)

en el grupo Propofol y en el grupo Sevoflurano

130

192

9- ANEXO

Research ArticleEffects of Sevoflurane and Propofol on Organ Blood Flow inLeft Ventricular Assist Devices in Pigs

Paloma Morillas-Sendiacuten1 Emilio Delgado-Baeza2

Mariacutea Jesuacutes Delgado-Martos2 Moacutenica Barranco1 Juan Francisco del Cantildeizo2

Manuel Ruiacutez3 and Begontildea Quintana-Villamandos14

1Department of Anesthesiology and Intensive Care Gregorio Maranon University General Hospital 28007 Madrid Spain2Department of Experimental Medicine and Surgery Gregorio Maranon University General Hospital 28007 Madrid Spain3Department of Cardiac Surgery Gregorio Maranon University General Hospital 28007 Madrid Spain4Department of Pharmacology Faculty of Medicine Complutense University 28040 Madrid Spain

Correspondence should be addressed to Begona Quintana-Villamandos begoquintigmailcom

Received 26 March 2015Revised 16June 2015Accepted 29 June 2015

Academic Editor Giulio Agnetti

Copyright copy 2015Paloma Morillas-Sendın et alThis is an open access article distributed under the Creative Commons AttributionLicense which permits unrestricted use distribution and reproduction in any medium provided the original work is properly cited

The aim of this study was to assess the effect of sevofl rane and propofol on organ blood flow in a porcine model with a leftventricular assist device (LVAD) Ten healthy minipigs were divided into 2 groups (5 per group) according to the anestheticreceived (sevoflurane or propofol) A Biomedicus centrifugal pump was implanted Organ blood fl w (measured using coloredmicrospheres) markers of tissue injury and hemodynamic parameters were assessed at baseline (pump off) and after 30 minutesof partial support Blood fl w was signific ntly higher in the brain (both frontal lobes) heart (both ventricles) and liver after30 minutes in the sevoflurane group although no signific nt differences were recorded for the lung kidney or ileum Serumlevels of alanine aminotransferase and total bilirubin were signific ntly higher after 30 minutes in the propofol group althoughno signific nt differences were detected between the groups for other parameters of liver function kidney function or lactic acidlevels The hemodynamic parameters were similar in both groups We demonstrated that compared with propofol sevofl raneincreases blood fl w in the brain liver and heart after implantation of an LVAD under conditions of partial support

1 Introduction

Ventricular assist devices (VADs) are a promising therapeuticoption for patients with advanced heart failure VADs canact as a bridge to transplantation as a destination therapyfor patients with contraindications to transplantation or asa bridge to a future recovery [1ndash3] In the last few decadesVADs have been increasingly used in patients with end-stageheart failure because heart transplantation is limited by amarked lack of donors [4]

The main purpose of a VAD is to maintain perfusion ofvital organs To improve the clinical output of the VAD it isnecessary to optimize perioperative conditions (continuous-fl w VAD hemodynamic monitors and anesthetic drugs)[5 6] Although several studies show the effects of the VAD

on organ blood flow (heart brain liver and kidney) [7ndash9]the eff ct of anesthetics on organ blood flow in patients witha VAD has not been analyzed to date Several studies havereported data on the response of organ blood flow to theadministration of various anesthetics [10ndash13] although thiseffect remains unclear for VADs

Given the benefici l effects of volatile anesthetics (sevo-flurane) compared with intravenous anesthesia (propofol)on organ blood fl w during cardiovascular surgery [14ndash17]we hypothesized that compared with propofol sevofluranewould increase organ blood flow in patients with a lef t AD(LVAD) The aim of this study was to investigate differencesbetween the effect of sevoflurane-based volatile anestheticand that of propofol-based intravenous anesthetics on organblood flow (brain liver heart kidney lung and intestine)

Hindawi Publishing CorporationBioMed Research InternationalArticle ID 898373

2 BioMed Research International

(a) (b)

(c)

Figur e 1LVAD placement Aortic partial cross-clamp (a) Implant of the input cannula through the apex of the left ventricle (b and c)

and to assess markers of tissue injury aft r implantation ofan LVAD (continuous centrifugal pump) under conditions ofpartial support in a porcine model

2 Methods

Th animals used in our experiment were from the farmof the Technological Institute of Agrarian Development(EX 013-C) (Community of Madrid Spain) Th pigs weremoved from this farm to the Experimental Medicine andSurgery Unit Gregorio Maranon University General Hospital(ES280790000087) where they remained under a controlledenvironment until the intervention (20ndash22∘C and relativehumidity of 55) The study was performed in accordancewith European Union guidelines on the protection of ani-mals used for experimental and other scientifi purposes(Directive 201063EU and Spanish Royal Decree RD 532013BOE) and was approved by the Ethics Committee GregorioMaranon University General Hospital Madrid Spain

21 Experimental Design Th study was conducted withten healthy minipigs Animals were block-randomized(Microsoft Excel 2003) to receive either propofol in contin-uous perfusion as anesthetic maintenance (propofol group119899 = 5) or sevoflurane (sevoflurane group 119899 = 5)

211Anesthesia Protocol Th animals were simultaneouslypremedicated with intramuscular ketamine 20 mgkg (Keto-lar Parke-Davis Madrid Spain) and atropine 004 mgkg(Atropina Braun Serra-Pamies Reus Spain) Pulse oximetryand electrocardiographic monitoring were performed in

the operating room The pigs were provided with oxygen100 via a face mask a 20 G cannula was inserted intoan ear vein and anesthesia was induced with intravenousfentanyl 25120583gkg (Fentanest Kern Pharma BarcelonaSpain) and propofol 4 mgkg (Diprivan 1 AstraZenecaMadrid Spain) After intubation the animal was con-nected to a volume-controlled ventilator (Drager SA1Drager Medical AG Lubeck Germany) with FIO

2of 1

an inspiratory expiratory ratio of 1 2 a tidal volume of12ndash15mLkg and the respiratory rate adjusted to main-tain normocapnia as previously described [18] Anesthesiawas maintained with intravenous fentanyl (25120583gkg30 min)in all animals and propofol in continuous infusion (11-12mgkgh) (propofol group) or 2 sevoflurane (sevofluranegroup) All animals received an infusion of saline solution(8 mLkgh) A 9 F arterial catheter was inserted into the rightfemoral artery and a pulmonary artery catheter (75 F Swan-Ganz CCOmbo catheter Edwards Lifesciences Irvine CAUSA) connected to an oximetry monitor (Vigilance EdwardsCritical-Care Division Irvine CA USA) was inserted intothe right internal jugular vein

212Surgical Protocol A Biomedicus 540 centrifugal pumpwas implanted in the minipigs undergoing continuous-fl wsupport After median sternotomy the animal was hep-arinized at a dose of 4 mgkg An aortic partial cross-clampwas applied (just for anastomosing the output cannula ofthe LVAD to the aorta) and a 2 cm aortotomy performed(Figure 1(a)) Th output cannula of the LVAD was anas-tomosed to the ascending aorta and the input cannula

BioMed Research International 3

(23 F Medtronic Ultraflex Metdtronic Inc MinneapolisUSA) was placed through the apex of the left ventricleTh implant of the input cannula is practiced by placingtwo circular sutures (Figure 1(b)) and then the cannula wasplaced with two turnstiles around the cannula (Figure 1(c))Finally both cannulas were connected to the device LVADplacement was without cardiopulmonary bypass and withoutcardioplegia Console parameters were adjusted to obtain apump fl w of 50 (partial support) of the baseline cardiacoutput (cardiac output before LVAD is initiated) using thepulmonary artery catheter for 30 minutes Input flow wasmeasured using an ultrasound transducer (EMTEC Ger-many) attached to the input cannula of the device

22 Organ Blood FlowMeasurements Colored microspheres(Dye-Trak Triton Technology Inc San Diego CA USA)were used to measure organ blood flow Once the LVAD wasimplanted (before the start of LVAD baseline) yellow micro-spheres (diameter of 12 microns) were injected into the leftatrium (15 million microspheres per injection) The LVADwas then initiated and violet microspheres were injectedafter 30 minutes of partial support After each experimentthe animal was sacrific d using potassium chloride andtissue samples of both brain hemispheres (right and leftfrontal lobe) heart (right and left ventricles) liver lung(middle lobe of right lung) kidney and ileum were obtainedto measure organ blood fl w Th basic principle of alldeposition techniques for regional fl w measurement is thatthe deposition is proportional to the flow (per unit volume ormass of tissue) Due to the movement of microspheres out ofthe capillaries into the interstitium retention of microspheresis excellent Th idea is that deposited markers give a measureof flow per unit volume of tissue at the level of the capillariesTh microspheres were isolated from tissue by digestionwith potassium hydroxide they were centrifugated the dyeswere extracted from the colored microspheres and theseparation of colors and measurement of their concentrationwas performed by spectrometry [19 20]

23 Markers of Tissue Injury Serum levels of total biliru-bin alanine aminotransferase aspartate aminotransferasegamma-glutamyl transpeptidase and alkaline phosphatasewere evaluated as parameters of hepatobiliary functionCreatinine and urea were studied as parameters of renalfunction Lactate dehydrogenase and lactate were measuredas nonspecifi indicators of tissue injury All previouslydescribed markers of tissue injury and nitric oxide (NO) werestudied at baseline (after implantation before turning it on)and 30 minutes aft r implantation of the LVAD

24 Hemodynamic Measurements Th hemodynamic dataincluded heart rate mean arterial pressure mean pulmonaryarterial pressure central venous pressure pulmonary cap-illary wedge pressure systemic vascular resistance indexpulmonary vascular resistance index continuous cardiacoutput and mixed venous oxygen saturation all of whichwere recorded at baseline and 30 minutes after implantationof the LVAD Body temperature was also studied

25 Hematologic Parameters and Arterial Blood Gas Mea-surements A femoral arterial catheter was used to performthe hematologic and blood gas analyses at baseline and 30minutes after implantation of the LVAD

26 Data Analysis and Statistics Th primary endpoint wasorgan blood fl w in the LVAD which was compared betweenthe two groups The variable was expressed as mean plusmnSEM We used the Kolmogorov-Smirnov test to analyze thedistribution of quantitative variables between-group com-parisons were based on the 119905-test for independent samplesStatistical signific nce was set at a 119875 value of lt005 Thestatistical analysis was performed using IBM SPSS Statisticsfor Windows version 200 (IBM Corp Armonk NY USA)and S-PLUS 61

3 Results

31 Physiological Parameters No differences were detectedbetween the groups (sevoflurane versus propofol) in terms ofage (143 plusmn 7 versus 126 plusmn 10 days 119875 = 028) weight (34 plusmn 1versus 25plusmn3 kg119875 = 0052) or height (93plusmn2 versus 87plusmn1 cm119875 = 007)

32 Effect of Anesthetics on Organ Blood Flow Blood flowwas significantly higher in the brain (both frontal lobes)(Figures 2(a) and 2(b)) heart (both ventricles) (Figures 3(a)and 3(b)) and liver (Figure 4(a)) after 30 minutes of partialsupport in the sevofl rane group than in the propofol groupalthough no significant diff rences were recorded for the lung(Figure 4(b)) kidney (Figure 5(a)) or ileum (Figure 5(b))

33 Effe t of Anesthetics onMarkers of Tissue Injury and NitricOxide Serum levels of alanine aminotransferase and totalbilirubin were signific ntly higher after 30 minutes of partialsupport in the group that received propofol However therewere no significant diff rences between the groups in otherparameters of liver function and kidney function or in lacticacid levels (Table 1) There were no diff rences between thegroups in nitric oxide in plasma (Table 1)

34 Hemodynamic Parameters No differences were foundbetween the groups in pump fl w of LVAD (propofolgroup 094 plusmn 009 Lmin versus sevoflurane group 101 plusmn009 Lmin)

The hemodynamic parameters showed marked stabilityin both groups there were no significant diff rences ineither the sevofl rane group or the propofol group beforeimplantation of the LVAD and aft r 30 minutes of partialsupport (Table 2)

35 Hematologic Parameters and Blood Gas Analysis Nostatistically signific nt differences were found between thegroups for hemoglobin and hematocrit after 30 minutes(Table 3) Arterial oxygenation systemic arterial PCO

2

bicarbonate and pH were similar in both groups beforeimplantation and aft r 30 minutes of partial support(Table 3)

4 BioMed Research International

P(lowast)

S

P

S

0

50

100

150

200

250M

icro

sphe

res (

)

Baseline

Right cerebral hemisphere

PS 30min

(a)

P(lowast)

Baseline

SP

S

0

50

100

150

200

250

Mic

rosp

here

s (

)

Left cerebral hemisphere

PS 30min

(b)

Figur e 2 Date are expressed as the mean plusmn standard error of the mean Cerebral blood fl w in the right frontal lobe (a) and left frontal lobe(b) of pigs with a ventricular assist device in both groups sevofl rane (S) and propofol (P) at baseline and after 30 minutes of partial supportStatistically signific nt differences are shown lowast119875 lt 005 versus sevofl rane

P(lowast)

Baseline

SP

S

0

50

100

150

200

250

Mic

rosp

here

s (

)

Right ventricle

PS 30min

(a)

P(lowast)

S

P

S

0

50

100

150

200

250

Mic

rosp

here

s (

)

Baseline

Left entricle

PS 30min

(b)

Figur e 3 Date are expressed as the mean plusmn standard error of the mean Blood fl w in the right ventricle (a) and left ventricle (b) of pigs witha ventricular assist device in both groups sevofl rane (S) and propofol (P) at baseline and after 30 minutes of partial support Statisticallysignific nt differences are shown lowast119875 lt 005 versus sevofl rane

P(lowast)

SP

S

0

50

100

150

200

250

Mic

rosp

here

s (

)

Baseline

Liver

PS 30min

(a)

Baseline

S

P

S

P

0

50

100

150

200

250

Mic

rosp

here

s (

)

Lung

PS 30min

(b)

Figur e 4 Date are expressed as the mean plusmn standard error of the mean Blood flow in the liver (a) and lung (b) of pigs with a ventricular assistdevice in both groups sevoflurane (S) and propofol (P) at baseline and after 30 minutes of partial support Statistically signific nt differencesare shown lowast119875 lt 005 versus sevofl rane

BioMed Research International 5

S P

SP

0

50

100

150

200

250M

icro

sphe

res (

)

Baseline

Kidney

PS 30min

(a)

Baseline

S

P

S

P

0

50

100

150

200

250

Mic

rosp

here

s (

)

Ileum

PS 30min

(b)

Figur e 5 Date are expressed as the mean plusmn standard error of the mean Blood fl w in the kidney (a) and ileum (b) of pigs with a ventricularassist device in both groups sevofl rane (S) and propofol (P) at baseline and after 30 minutes of partial support

4 Discussion

Th results obtained show that compared with propofolanesthesia with sevoflurane increases blood fl w in thebrain liver and heart tissue aft r implantation of an LVADunder conditions of partial support in a porcine model Inaddition increased levels of serum markers of cellular injuryin LVAD were observed with propofol To our knowledgethis is the first study to demonstrate a benefici l effect ofsevofl rane compared with propofol on organ blood flow in aBiomedicus 540 centrifugal pump in a porcine model The efindi gs justify further investigation to determine whethersevoflurane modifie organ blood fl w in clinical settings

Th number of patients diagnosed with advanced heartfailure is increasing worldwide and LVAD is a pivotaltreatment option for end-stage heart failure [21] Becausecomplications in the use of LVAD (multiple organ fail-ure right ventricular failure neurological dysfunction andarrhythmias) have been reported [22 23] anesthesia andperioperative management of these critically compromisedpatients requires extensive monitoring special anestheticmanagement with appropriate drugs and expert postopera-tive care [24 25]

41Effect of Anesthetics on Organ Blood Flow Several studieshave reported changes in organ blood flow in responseto the administration of volatile anesthetics and propofol[11ndash13 26ndash28] although this effect has not been analyzedduring implantation of an LVAD Sevofl rane and propo-fol are frequently used as maintenance anesthetics duringplacement of an LVAD [29] Some authors have associatedreduced cerebral blood fl w with both drugs [12] howeverwe only found greater cerebral blood flow in sevofl rane-anesthetized animals with an LVAD Patients with LVADare associated with neurologic events Th most commoncauses are thromboembolism and hemorrhagic stroke andless frequent causes are ischemia due to low perfusion andair embolism [30] However we are not sure that a higherfl w reduces the occurrence of ischemia due to air embolismAccording to our results sevoflurane could be a good option

to lower the incidence of ischemia due to low perfusion inLVAD-supported patients

Th results of some studies support cardiac and hepaticprotective effects of sevoflurane with respect to propofolaft r coronary artery surgery in humans [14 16] Our resultsalso support the beneficial effect of sevofl rane comparedwith propofol on the heart and liver in LVAD However nodifferences were observed with sevoflurane compared withpropofol for blood fl w in other organs (lung kidney andintestine) The different blood fl w response to sevofluranecould be explained by its dose-dependent effect [26ndash28]

Propofol and sevofl rane are used during cardiac surgeryPropofol exerts cardioprotective effects by different mecha-nisms in the isolated heart it attenuates metabolic changesinduced by exogenously applied hydrogen peroxide [31]reduces infarct size by inhibition of GSK-3120573 activity (propo-fol induces cardiac preconditioning) [32] and attenuatesischemia-reperfusion injury mediated through increase innitric oxide synthase activity and NO production (cardiacfunction and coronary flow are improved with propofol)[33 34] In our study there were no differences in NObetween both groups sevofl rane and propofol Propofolattenuates the changes in myocardial tissue levels of adeninenucleotides and lactate during ischemia reduces troponinI release on reperfusion after cardioplegic arrest in car-diopulmonary bypass in a model porcine [35] and showsantiarrhythmic effect during myocardial ischemia in rats[36] However cardiopulmonary bypass (CPB) is knownto alter the plasma propofol concentrations (hemodilutionhypotension hypothermia isolation of the lungs from thecirculation and possible sequestration of drugs in the bypasscircuit affect drugs plasma concentrations) [37]

Sevoflurane also induces preconditioning and attenu-ates myocardial ischemiareperfusion injury via caveolin-3-dependent cyclooxygenase-2 inhibition AMP-activated pro-tein kinase and antioxidative effects in experimental studies[38ndash40] Clinical studies show that sevoflurane providescardioprotection in patients undergoing coronary arterybypass graft (CABG) [41] and there is some data that showsthat troponin T levels after off- ump CABG were lower in

6 BioMed Research International

Ta ble 1 Markers of tissue injury and nitric oxide in both groups(propofol and sevoflurane) at baseline and 30 minutes after implan-tation of a left ventricular assist device

Propofol119899 = 5

Sevofl rane119899 = 5

119875 values

ALT (UL)Baseline 29 plusmn 2 25 plusmn 2 0221PS 301015840 29 plusmn 2 23 plusmn 2 0048lowast

AST (UL)Baseline 50 plusmn 10 35plusmn 3 0116PS 301015840 94 plusmn 46 44 plusmn 3 0358

Bilirubin (mgdL)Baseline 025 plusmn 006 013plusmn 002 0081PS 301015840 024 plusmn 002 012plusmn 004 0028lowast

GGT (UL)Baseline 63 plusmn 12 55 plusmn 8 0584PS 301015840 62 plusmn 22 47 plusmn 8 0496

AP (UL)Baseline 82 plusmn 8 72 plusmn 8 0428PS 301015840 89 plusmn 12 79 plusmn 7 0507

LDH (UL)Baseline 330 plusmn 19 331plusmn 13 0943PS 301015840 374 plusmn 18 347 plusmn 27 0420

Creatinine (mgdL)Baseline 044 plusmn 003 057 plusmn 006 0085PS 301015840 045 plusmn 003 047 plusmn 003 0596

Urea (mgdL)Baseline 272 plusmn 22 222 plusmn 09 0059PS 301015840 282 plusmn 26 222 plusmn 12 0053

Lactic acidBaseline 15 plusmn 05 11plusmn 02 0453PS 301015840 15plusmn 03 12plusmn 02 0434

NO (120583M)Baseline 418 plusmn 47 691plusmn 47 0056PS 301015840 280 plusmn 92 478 plusmn 92 0270

Data are expressed as the mean plusmn standard error of the mean ALT alaninetransaminase AST aspartate aminotransferase GGT gamma-glutamyltranspeptidase AP alkaline phosphatase (AP) LDH lactate dehydrogenaseNO nitric oxide PS partial support Statistically signific nt differences areshown lowast119875 lt 005 propofol versus sevofl rane

patients receiving sevofl rane compared to propofol [42]In this context cardioprotection by sevoflurane comparedto propofol could also be superior in patients undergoingnoncardiac surgery [43] However troponin T increasedin patients undergoing repair of congenital heart defectwith cardiopulmonary bypass anesthetized with propofol andsevoflurane [44] In our study we did not use cardiopul-monary bypass (there was no ischemiareperfusion) in LVADimplantation

It is known that sevoflurane tends to cause vasodilatationcerebral increases cerebral blood flow (CBF) and decreasescerebrovascular resistance [45] However propofol produces

Ta ble 2 Hemodynamic parameters in both groups (propofol andsevofl rane) at baseline and 30 minutes after implantation of a leftventricular assist device

Propofol119899 = 5

Sevofl rane119899 = 5

119875 values

HR (beatsmin)Baseline 95 plusmn 4 89 plusmn 9 0546PS 301015840 101plusmn 6 101plusmn 6 0964

APm (mmHg)Baseline 70 plusmn 3 65 plusmn 5 0384PS 301015840 65 plusmn 8 74 plusmn 7 0404

PAPm (mmHg)Baseline 23 plusmn 2 25 plusmn 2 0506PS 301015840 27 plusmn 1 33 plusmn 3 0083

CVP (mmHg)Baseline 15 plusmn 1 15 plusmn 1 0856PS 301015840 14plusmn 3 16 plusmn 2 0584

CPP (mmHg)Baseline 18 plusmn 1 18 plusmn 1 0471PS 301015840 15plusmn 05 19 plusmn 1 0052

SVRIBaseline 1583 plusmn 199 1368 plusmn 143 0450PS 301015840 1128 plusmn 173 1433 plusmn 234 0351

PVRIBaseline 171plusmn 65 159 plusmn 32 0877PS 301015840 217 plusmn 37 339 plusmn 85 0269

CO (Lmin)Baseline 24 plusmn 03 3 plusmn 03 0185PS 301015840 25 plusmn 04 31plusmn 04 0347

SvO2 ()Baseline 77 plusmn 4 82 plusmn 3 0429PS 301015840 82 plusmn 1 89 plusmn 3 0150119879 (∘C)

Baseline 351plusmn 02 359 plusmn 03 0080PS 301015840 339 plusmn 04 346 plusmn 04 0332

Data are expressed as the mean plusmn standard error of the mean HRheart rate APm mean arterial blood pressure PAPm pulmonary arterymean pressure CVP central venous pressure CPP pulmonary capillarywedge pressure SVRI systemic vascular resistance index PVRI pulmonaryvascular resistance index CO continuous cardiac output SvO2 mixedvenous oxygen saturation 119879 temperature PS partial support

cerebral vasoconstriction indirectly by reducing cerebralmetabolism and causes a decrease in CBF that is well matchedto cerebral metabolism [46] Regarding why in our studysevoflurane increases CBF Kaisti et al [12] confirmed thatCBF is lower with propofol than with sevoflurane

42 Effe t of Anesthetics on Markers of Tissue Injury Thobjective of a VAD is to maintain adequate organ perfusion[2] However liver dysfunction has been observed despiteadequate hemodynamic support with an LVAD [47] Some

BioMed Research International 7

Ta ble 3 Hematologic parameters and blood gas analysis in bothgroups (propofol and sevoflurane) at baseline and 30 minutes afterimplantation of a left ventricular assist device

Propofol119899 = 5

Sevofl rane119899 = 5

119875 values

pHBaseline 74 plusmn 003 74 plusmn 002 0314PS 301015840 73 plusmn 003 74 plusmn 002 0583

PO2 (mmHg)Baseline 503 plusmn 24 425 plusmn 42 0147PS 301015840 492 plusmn 43 483 plusmn 25 0867

PCO2 (mmHg)Baseline 35 plusmn 2 38 plusmn 2 0428PS 301015840 38 plusmn 3 42 plusmn 3 0322

HCO3minus (mmolL)

Baseline 22 plusmn 1 26 plusmn 1 0073PS 301015840 21plusmn 1 24 plusmn 1 0052

Hb (gdL)Baseline 70 plusmn 01 74 plusmn 04 0337PS 301015840 80 plusmn 05 83 plusmn 07 0730

Hct ()Baseline 197 plusmn 03 219plusmn 12 0148PS 301015840 225plusmn 14 245 plusmn 20 0452

Data are expressed as the mean plusmn standard error of the mean PO2 partialpressure of oxygen PCO2 partial pressure of carbon dioxide HCO3

minusbicarbonate Hb hemoglobin Hcto hematocrit PS partial support

authors have reported hyperbilirubinemia in patients follow-ing implantation of an LVAD by hepatic sinusoid endothelialdysfunction [48] or cardiac congestion [49] In our studytotal bilirubin was higher in propofol-anesthetized animalsthan in sevoflurane-anesthetized animals this finding wasconsistent with reduced blood fl w in the liver and heart withrespect to sevoflurane-anesthetized pigs

Bernard et al [50] found a portal blood fl w decreasedat both 12 and 2 MAC sevoflurane whereas an increase inhepatic arterial blood flow was recorded at 2 MAC Thesefindi gs could explain why sevoflurane increases hepaticblood fl w in our study

43 Benefit of the Results for the Clinics In our study theuse of sevoflurane leads to better outcomes after LVADimplantation by optimizing blood flow in the heart brainand liver Although the necessary time to place an LVADis short the use of volatile anesthetic in cardiac surgerypotentially reduces long-term cardiovascular complicationsand mortality [51] Furthermore intraoperative and post-operative sevoflurane administration in patients undergo-ing off-pump CABG could improve the cardioprotectiveeffect compared with patients who received sevofl rane onlyin the intraoperative period [42] It is possible becausethere is a disposable delivery system (AnaConDa) that isdesigned for halogenated sedation of patients in ICU [42]LVAD biventricular assist device (BIVAD) and extracor-poreal membrane oxygenation (ECMO) are associated with

a high incidence of complications (bleeding and tamponaderequiring reexploration right ventricular failure respiratoryfailure acute respiratory distress syndrome and pulmonaryedema neurologic complications renal and hepatic failureand infection) [5] and patients with complications are likelyto require sedation and mechanical ventilation for a longertime period in ICU [52] The e patients could benefit fromthe sevofl rane eff ct over organs flow not only during theintraoperative but also during the postoperative recoveryperiod in the ICU

44 Study Limitations Th present study is subject to a seriesof limitations First the LVAD is designed to be used inpatients with heart failure therefore our results may notbe directly applicable in clinical practice because we used ahealthy heart as described elsewhere [53 54] Thi limitationshould be addressed in an animal cardiogenic shock modelSecond since we studied the short-term effects of anesthetics(propofol and sevoflurane) in animals with an LVAD thelong-term eff cts of these drugs on organ blood flow warrantfurther investigation Third the effects of inhaled anesthetics[26ndash28 55] and the intravenous anesthesia (propofol opi-oids) [56 57] may be dose-dependent Th concentration ofsevoflurane we used represents approximately 1 minimumalveolar concentration which is similar to the concentrationused in other studies that show benefici l effects in a model ofischemia-reperfusion aft r thoracic-aortic occlusion in pigs[58]

We found that sevofl rane could be superior to propofolwith respect to blood fl w in the brain liver and hearttissue in a porcine model with LVAD These findings mayhave signific nt clinical implications for anesthesiologistsregarding the choice of sevoflurane in patients with an LVAD

Conflict of Interests

The authors declare that there is no conflict of interestsregarding the publication of this paper

Acknowledgment

This work was supported by FIS (PI081480)

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  • Tesis Paloma Morillas Sendiacuten
    • Portada
    • AGRADECIMIENTOS
    • LISTA DE ABREVIATURAS
    • IacuteNDICE
    • Resumen y Abstract
      • Abstract
        • 1 Introduccioacuten
        • 2 Hipoacutetesis y Objetivos
        • 3 Material y Meacutetodo
        • 4 Resultados
        • 5 Discusioacuten
        • 6 Conclusiones
        • Bibliografiacutea
        • Iacutendice de Figuras y Tablas
        • ANEXO
Page 3: UNIVERSIDAD COMPLUTENSE DE MADRIDinflamatorias y redox (proteína de choque térmico 70, C3a, factor de necrosis tumoral, óxido nítrico). Discusión: En este trabajo hemos tratado

Universidad Complutense de Madrid

Facultad de Medicina

Departamento de Farmacologiacutea

Efecto anesteacutesico en el dispositivo de asistencia mecaacutenica circulatoria

anestesia intravenosa frente a anestesia inhalatoria Estudio experimental

TESIS DOCTORAL

Paloma Morillas Sendiacuten

MADRID 2015

Directores Dra Mariacutea Begontildea Quintana Villamandos

Dra Mariacutea Jesuacutes Delgado Martos

Dr Emilio Delgado Baeza

Mordf BEGONtildeA QUINTANA VILLAMANDOS Profesor Asociado del Departamento de Farmacologiacutea Facultad de Medicina de la UCM Meacutedico Adjunto del Departamento de Anestesiologiacutea y Reanimacioacuten del HGUGM y Miembro del Instituto de Investigacioacuten Sanitaria Gregorio Marantildeoacuten Mordf JESUacuteS DELGADO MARTOS Profesor Titular de la Universidad Francisco de Vitoria de Madrid Doctor en Ciencias Bioloacutegicas y Miembro del Instituto de Investigacioacuten Sanitaria Gregorio Marantildeoacuten y EMILIO DELGADO BAEZA Doctor en Medicina y Cirugiacutea y Miembro del Instituto de Investigacioacuten Sanitaria Gregorio Marantildeoacuten CERTIFICAN Que el trabajo titulado ldquoEFECTO ANESTEacuteSICO EN EL DISPOSITIVO DE ASISTENCIA MECAacuteNICA CIRCULATORIA ANESTESIA INTRAVENOSA FRENTE A ANESTESIA INHALATORIA ESTUDIO EXPERIMENTALrdquo presentado por Dordf Paloma Morillas Sendiacuten ha sido realizado bajo nuestra direccioacuten y consideramos que reuacutene las condiciones para ser leiacutedo y defendido como TESIS DOCTORAL en la Universidad Complutense de Madrid Y para que conste a efectos acadeacutemicos expedimos el presente informe en Madrid a veintidoacutes de Septiembre de dos mil quince Mordf Begontildea Quintana Mordf Jesuacutes Delgado Emilio Delgado

A mis padres

Procuremos agradar e instruir nunca asombrar

Santiago Ramoacuten y Cajal

13 Agradecimientos13

13 13 13

5

AGRADECIMIENTOS

Deseo expresar mi maacutes carintildeoso agradecimiento

A la Prof Begontildea Quintana Villamandos por ser el alma del proyecto por su

confianza en miacute para realizar este trabajo junto con su permanente e inmensa

dedicacioacuten

A la Prof Mariacutea Jesuacutes Delgado Martos por su inestimable ayuda teacutecnica y

soporte

Al Prof Emilio Delgado Baeza por una vida dedicada a la investigacioacuten y por

su intenso afaacuten por transmitir sus conocimientos

Al Prof Juan Francisco del Cantildeizo investigador docente e inventor de

dispositivos de asistencia mecaacutenica circulatoria por transmitir motivacioacuten e

ilusioacuten en esta liacutenea de investigacioacuten

A mis compantildeeros de investigacioacuten adjuntos y residentes del Servicio de

Anestesiologiacutea y del de Cirugiacutea Cardiacuteaca a los miembros del Departamento de

Cirugiacutea Experimental del Hospital General Universitario Gregorio Marantildeoacuten sin

los cuales este trabajo no hubiera sido posible

A mis amigos que han estado apoyaacutendome en los momentos maacutes difiacuteciles y

decisivos

13 Agradecimientos13

13 13 13

6

A mis padres por su constante estiacutemulo y fuerza para enfrentarme a los

proyectos a mis abuelos por sus buenos consejos y a mis hermanos Ignacio y

Cristina

A Luciano por su paciencia y apoyo por el tiempo que me ha concedido Sin

su apoyo este trabajo nunca se hubiera escrito

A todos muchas gracias

13 Lista13 de13 Abreviaturas13

13 13 13

7

LISTA DE ABREVIATURAS

AAs Momento antes de iniciar la asistencia

Abs Absorbancia

ACCAHA Colegio Americano de Cardiologiacutea y Asociacioacuten de Cardiologiacutea

Americana

ALT Alanina aminotransferasa

AST Aspartato aminotrasnferasa

AMC Asistencia mecaacutenica circulatoria

AP 30acute Momento transcurridos 30 minutos de asistencia parcial de AMC

AVM Asistencia ventricular mecaacutenica

C3a Complemento C3 activado

CAM Concentracioacuten alveolar miacutenima

CAP Cateacuteter de arteria pulmonar o Swan-Ganz

CO Monoacutexido de carbono

DAV Dispositivo de asistencia ventricular

ECMO Oxigenador de membrana extracorpoacuterea

eNOS Oacutexido niacutetrico sintasa endotelial

FA Fraccioacuten alveolar

FA Fosfatasa alcalina

FC Frecuencia cardiaca

FEVI Fraccioacuten de eyeccioacuten del ventriacuteculo izquierdo

FI Fraccioacuten inspiratoria

Fig Figura

FSC Flujo sanguiacuteneo cerebral

FSCr Flujo sanguiacuteneo cerebral regional

GC Gasto cardiaco

13 Lista13 de13 Abreviaturas13

13 13 13

8

GGT gamma-guamil-transpeptidasa

Hb Hemoglobina

Hcto Hematocrito

Hsp Heat shock protein (proteiacutena de choque teacutermico)

HGUGM Hospital General Universitario Gregorio Marantildeoacuten

IC Insuficiencia cardiaca

Ic Iacutendice cardiaco

IL Interleukinas

im Intramuscular

iNOS Oacutexido niacutetrico sintasa inducible

IRVS Iacutendice de resistencias vasculares sisteacutemicas

ITSVD Iacutendice de trabajo sistoacutelico del ventriacuteculo derecho

ITSVI Iacutendice de trabajo sistoacutelico del ventriacuteculo izquierdo

iv intravenoso

IVS Iacutendice de volumen sistoacutelico

LDH lactato deshidrogenasa

LPO Lipoperoxidasa

LVAD Dispositivo de asistencia mecaacutenica de ventriacuteculo izquierdo

MDA Malondihaldeiacutedo

ME Microesferas

MPO Mieloperoxidasa

NADPH Nicotinamida adenina dinucleoacutetido fosfato

nNOS Oacutexido niacutetrico sintasa neuronal

NO Oacutexido niacutetrico

NOS Oacutexido niacutetrico sintasa o sintetasa

PA Presioacuten arterial

PaCO2 Presioacuten arterial de dioacutexido de carbono

13 Lista13 de13 Abreviaturas13

13 13 13

9

PAD Presioacuten arterial diastoacutelica

PAm Presioacuten arterial media

PaO2 Presioacuten arterial de oxiacutegeno

PAP Presioacuten arteria pulmonar

PAPD Presioacuten arterial pulmonar diastoacutelica

PAPm Presioacuten arterial pulmonar media

PAPS Presioacuten arterial pulmonar sistoacutelica

PAS Presioacuten arterial sistoacutelica

PCP Presioacuten capilar pulmonar

PCR Proteiacutena C-reactiva

PIC Presioacuten intracraneal

PNC Peacuteptido natriureacutetico cerebral

PROP Grupo propofol

PVC Presioacuten venosa central

Qp Flujo sanguiacuteneo pulmonar

Qs Flujo sanguiacuteneo sisteacutemico

RCV Resistencia cerebrovascular

RCV Resistencia cerebrovascular

RCVr Resistencia cerebrovascular regional

RD Real Decreto

RLO Radicales libres de oxiacutegeno

rMTT o TMTr Traacutensito cerebral vascular regional

RNS Especies reactivas de nitroacutegeno

ROS Especies reactivas de oxiacutegeno

RVP Resistencias vasculares pulmonares

RVS Resistencias vasculares sisteacutemicas

SEM Error estaacutendar de la media

13 Lista13 de13 Abreviaturas13

13 13 13

10

SEVO Grupo Sevoflurano

SvO2 Saturacioacuten venosa de oxiacutegeno

Tordf Temperatura

TMTr o rMTT Traacutensito cerebral vascular regional

TNF Factor de necrosis tumoral

UCI Unidad cuidados intensivos

VI Ventriacuteculo izquierdo

VS Volumen sistoacutelico

VSC Volumen sistoacutelico cerebral

VSCr Volumen sistoacutelico cerebral regional

13 Iacutendice13

13 13 13

11

IacuteNDICE

Paacuteg

RESUMEN Y ABSTRACT

1- INTRODUCCIOacuteN

14

28

11 FAacuteRMACOS ANESTEacuteSICOS PROPOFOL Y SEVOFLURANO 29

111 Propiedades 29

112 Faacutermacos hipnoacuteticos y cirugiacutea cardiovascular 37

113 Efecto de los anesteacutesicos sobre el flujo de los oacuterganos 41

114 Efecto de los anesteacutesicos sobre los biomarcadores de

respuesta inflamatoria y oacutexido niacutetrico

41

12 ASISTENCIA MECAacuteNICA CIRCULATORIA 44

121 Concepto de asistencia mecaacutenica circulatoria 44

122 Clasificacioacuten y principales dispositivos 51

123 Asistencia mecaacutenica circulatoria parcial y total 60

124 Asistencia mecaacutenica circulatoria y flujo de los oacuterganos 61

125 Asistencia mecaacutenica circulatoria y respuesta inflamatoria 62

13 JUSTIFICACIOacuteN 71

2- HIPOacuteTESIS Y OBJETIVOS 73

21 HIPOacuteTESIS 74

22 OBJETIVOS 74

23 PLANTEAMIENTO 75

13 Iacutendice13

13 13 13

12

3- MATERIAL Y MEacuteTODO 77

31 MATERIAL

78

311- Animal de experimentacioacuten 78

312- Quiroacutefano e instalaciones 79

313- Material anesteacutesico 80

314- Dispositivo de asistencia ventricular Bomba Biomeacutedicus 82

315- Marcadores del flujo de los oacuterganos 87

316- Marcadores de respuesta inflamatoria 90

317- Marcador de estreacutes oxidativo 90

32 MEacuteTODO

91

321- Tipo de estudio 91

322- Meacutetodo anesteacutesico 91

323- Meacutetodo quiruacutergico 93

324- Meacutetodo del estudio del flujo de los oacuterganos 97

325- Meacutetodo del estudio de marcadores de dantildeo tisular 103

326- Meacutetodo del estudio de respuesta inflamatoria 104

327- Meacutetodo del estudio de estreacutes oxidativo 106

328- Desarrollo de las experiencias 107

329- Meacutetodo estadiacutestico 108

13 Iacutendice13

13 13 13

13

4- RESULTADOS 111

41 Efecto del propofol y sevoflurano sobre las variables

hemodinaacutemicas

113

42 Efecto del propofol y sevoflurano sobre las variables de la

gasometriacutea arterial y hematoloacutegicas

117

43 Efecto del propofol y sevoflurano sobre las variables

bioquiacutemicas marcadores de dantildeo tisular

119

44 Efecto del propofol y sevoflurano sobre la respuesta

inflamatoria y estreacutes oxidativo

121

45 Efecto del propofol y sevoflurano sobre las microesferas 122

5- DISCUSIOacuteN 132

6- CONCLUSIONES 147

7- BIBLIOGRAFIacuteA 149

8- IacuteNDICE DE FIGURAS Y TABLAS 187

9- ANEXO 192

14

RESUMEN y ABSTRACT

13 Resumen13 y13 Abstract13

13 13 13

15

Introduccioacuten Los dispositivos de asistencia mecaacutenica circulatoria

(AMC) son una opcioacuten terapeacuteutica prometedora para los pacientes con

insuficiencia cardiacuteaca avanzada Pueden actuar como puente al trasplante

como terapia de destino para los pacientes con contraindicaciones para el

trasplante o como un puente hacia un futuro de recuperacioacuten En las uacuteltimas

deacutecadas las AMC se han utilizado cada vez maacutes en los pacientes con

insuficiencia cardiacuteaca terminal ya que el trasplante cardiaco estaacute limitado por

una falta de donantes El principal objetivo de una AMC es mantener la

perfusioacuten de los oacuterganos vitales Para mejorar la salida cliacutenica de la AMC es

necesario optimizar las condiciones perioperatorias (AMC de flujo continuo

monitores hemodinaacutemicos y los faacutermacos anesteacutesicos) en la implantacioacuten de

estos dispositivos Aunque varios estudios muestran los efectos de la AMC en

el flujo de los oacuterganos (corazoacuten cerebro hiacutegado y rintildeoacuten) el efecto de los

anesteacutesicos en el flujo de los oacuterganos en pacientes con una AMC no ha sido

analizado hasta la fecha

Hipoacutetesis y Objetivos Dados los efectos beneficiosos de los

anesteacutesicos volaacutetiles (sevoflurano) en comparacioacuten con la anestesia

intravenosa (propofol) sobre el flujo de los oacuterganos durante la cirugiacutea

cardiovascular la hipoacutetesis que planteamos en este trabajo es que el

sevoflurano en comparacioacuten con el propofol podriacutea aumentar el flujo

sanguiacuteneo de los oacuterganos en pacientes con una AMC izquierda El objetivo

principal de este estudio fue evaluar el efecto del sevoflurano y propofol en el

flujo de los oacuterganos en un dispositivo de AMC de flujo continuo Los objetivos

13 Resumen13 y13 Abstract13

13 13 13

16

secundarios fueron el estudio de los efectos del sevoflurano y del propofol en

los paraacutemetros hemodinaacutemicos gasomeacutetricos y hematoloacutegicos en los

marcadores plasmaacuteticos de dantildeo tisular y en los marcadores plasmaacuteticos de

respuesta inflamatoria y estreacutes oxidativo en un dispositivo de AMC de flujo

continuo

Material y Meacutetodo Diez cerdos fueron divididos en 2 grupos (5 por

grupo) de acuerdo con la anestesia recibida (sevoflurano o propofol) Se

implantoacute una bomba centriacutefuga Biomeacutedicus El flujo sanguiacuteneo de los oacuterganos

(medido mediante el meacutetodo de microesferas de colores)los marcadores de

lesioacuten tisular respuesta inflamatoria y la regulacioacuten redox las variables de la

gasometriacutea arterial hematoloacutegicas y hemodinaacutemicas fueron evaluados al inicio

del estudio (antes del clampaje lateral de la aorta) antes de asistencia (bomba

AMC apagada) y tras 30 minutos de la asistencia parcial

Resultados El flujo sanguiacuteneo fue significativamente mayor en el

cerebro corazoacuten e hiacutegado despueacutes de 30 minutos de asistencia parcial en el

grupo sevoflurano aunque no se registraron diferencias significativas en los

pulmones los rintildeones o el intestino Los niveles seacutericos de alanina

aminotransferasa y bilirrubina total fueron significativamente maacutes altos despueacutes

de 30 minutos de asistencia parcial en el grupo propofol aunque no se

detectaron diferencias significativas entre los grupos en otros paraacutemetros de la

funcioacuten hepaacutetica ni renal Los paraacutemetros hemodinaacutemicos fueron similares en

13 Resumen13 y13 Abstract13

13 13 13

17

ambos grupos No se encontraron diferencias significativas en los paraacutemetros

hematoloacutegicos y anaacutelisis de gases en sangre en las variables de regulacioacuten

inflamatorias y redox (proteiacutena de choque teacutermico 70 C3a factor de necrosis

tumoral oacutexido niacutetrico)

Discusioacuten En este trabajo hemos tratado de dilucidar la importancia de

la optimizacioacuten de los faacutermacos anesteacutesicos (propofol versus sevoflurano) en

los dispositivos de AMC y proponer el protocolo maacutes oacuteptimo en cuanto al flujo

de los oacuterganos la respuesta inflamatoria y el estreacutes oxidativo Consideramos

necesario este estudio ya que en la praacutectica cliacutenica habitual durante las cirugiacuteas

en las que se lleva a cabo el implante de los dispositivos de AMC el

mantenimiento anesteacutesico se realiza con estos faacutermacos (sevoflurano propofol)

y posteriormente los pacientes pueden permanecer sedados en las unidades

de cuidados especiales a la espera de un corazoacuten o a la espera de la

recuperacioacuten del ventriacuteculo nativo

En nuestro estudio no hemos encontrado diferencias en las variables

hemodinaacutemicas entre los dos grupos (sevoflurano y propofol) en AMC sin

embargo en la literatura encontramos estudios que muestran la disminucioacuten en

la presioacuten arterial y en la frecuencia cardiaca asociada al propofol en la

induccioacuten anesteacutesica

Se han realizado diferentes estudios para evaluar los efectos de los

faacutermacos anesteacutesicos sobre el metabolismo y el flujo sanguiacuteneo en el cerebro

Los resultados son sin embargo en parte contradictorios En nuestro trabajo el

13 Resumen13 y13 Abstract13

13 13 13

18

sevoflurano mostroacute un mayor flujo sanguiacuteneo cerebral que el propofol tras la

implantacioacuten de una AMC Este aumento podriacutea deberse a la vasodilatacioacuten

cerebral producida por los anesteacutesicos volaacutetiles no observada con el propofol

De hecho el propofol produce vasoconstriccioacuten cerebral indirectamente al

disminuir el metabolismo cerebral y disminuye la presioacuten intracraneal en

modelos animales El sevoflurano tiene un efecto vasodilatador intriacutenseco

dosis-dependiente sin aumentar la presioacuten intracraneal Las complicaciones

neuroloacutegicas en los pacientes portadores de AMC estaacuten asociadas a una alta

morbilidad y mortalidad siendo su incidencia entre el 2 y el 48 El

tromboembolismo y el accidente cerebro vascular hemorraacutegico son las

complicaciones neuroloacutegicas maacutes frecuentes siendo la isquemia cerebral por

hipoperfusioacuten y el embolismo seacuteptico y aeacutereo menos frecuentes El mayor flujo

sanguiacuteneo cerebral con el sevoflurano observado en nuestro estudio podriacutea

sugerir su indicacioacuten en pacientes con AMC ya que la isquemia cerebral

causada por baja perfusioacuten es una complicacioacuten neuroloacutegica asociada a estos

dispositivos

En nuestro trabajo el sevoflurano mostroacute un mayor flujo sanguiacuteneo en el

corazoacuten que el propofol tras la implantacioacuten de una AMC El sevoflurano y el

propofol son faacutermacos empleados en la praacutectica cliacutenica habitual en la cirugiacutea

cardiaca En la literatura encontramos trabajos que muestran el efecto

cardioprotector del sevoflurano en la cirugiacutea cardiaca en humanos Los

anesteacutesicos volaacutetiles han demostrado directa o indirectamente mejorar el

precondicionamiento isqueacutemico lo que resulta en la cardioproteccioacuten frente al

infarto de miocardio y disfuncioacuten miocaacuterdica irreversible El propofol tambieacuten ha

demostrado cierto efecto cardioprotector en corazones aislados de rata

13 Resumen13 y13 Abstract13

13 13 13

19

disminuyendo la lesioacuten por isquemia-reperfusioacuten (mejorando la funcioacuten cardiaca

y el flujo coronario) mediante un aumento de la oacutexido niacutetrico sintasa y la

produccioacuten de oacutexido niacutetrico En nuestro trabajo los niveles de oacutexido niacutetrico en

plasma fueron similares en ambos protocolos anesteacutesicos (sevoflurano y

propofol)

En nuestro trabajo el sevoflurano mostroacute un mayor flujo sanguiacuteneo en el

hiacutegado que el propofol tras la implantacioacuten de una AMC Estos hallazgos

podriacutean estar relacionados con el aumento del flujo sanguiacuteneo hepaacutetico

encontrado en el grupo del sevoflurano en nuestro trabajo En la literatura

encontramos trabajos que muestran el efecto protector hepaacutetico del

sevoflurano La liberacioacuten de enzimas intracelulares y su deteccioacuten en

muestras de sangre circulante es un meacutetodo aceptado para detectar dantildeo

tisular La lactato deshidrogenasa se encuentra en el citoplasma de diversos

tipos de ceacutelulas y se puede considerar un indicador no especiacutefico de dantildeo

tisular La alanina y la aspartato aminotransferasas son marcadores de dantildeo

hepaacutetico y se han correlacionado con dantildeo histoloacutegico hepaacutetico Ademaacutes la

aspartato aminotransferasa es un enzima intestinal de la seromucosa y se

libera durante la lesioacuten de isquemia-reperfusioacuten intestinal En nuestro trabajo no

hemos encontrado diferencias entre los dos grupos en los valores de las

transaminasas aspartato aminotransferasa y gamma-glutamil-transpeptidasa

fosfatasa alcalina lactato deshidrogenasa creatinina y aacutecido laacutectico Sin

embargo siacute hemos encontrado un descenso del marcador de dantildeo hepaacutetico

(alanina aminotransferasa) en el grupo del sevoflurano con respecto al del

propofol Esto podriacutea estar relacionado con el aumento del flujo hepaacutetico

encontrado en el grupo del sevoflurano

13 Resumen13 y13 Abstract13

13 13 13

20

Es comuacuten la hiperbilirrubinemia en los pacientes tras de la implantacioacuten

de una AMC por disfuncioacuten endotelial del sinusoide hepaacutetico o por la

congestioacuten cardiaca En nuestro trabajo la bilirrubina total fue mayor en los

animales anestesiados con propofol (a los 30minutos de asistencia parcial) con

respecto al grupo del sevoflurano Este hallazgo podriacutea estar relacionado con la

reduccioacuten del flujo sanguiacuteneo en el hiacutegado y el corazoacuten en el grupo del

propofol con respecto a los cerdos anestesiados con sevoflurano

Limitaciones Al analizar nuestro trabajo experimental hemos

encontrado una serie de limitaciones En primer lugar la AMC estaacute disentildeada

para ser utilizada en los pacientes con insuficiencia cardiacuteaca por lo tanto

nuestros resultados no pueden ser directamente aplicables a la praacutectica cliacutenica

ya que nuestro trabajo se ha realizado con animales sanos En segundo lugar

hemos estudiado los efectos a corto plazo de los anesteacutesicos (propofol y

sevoflurano) en animales con una AMC por lo que seriacutea importante realizar

estudios que evaluacuteen si estas diferencias se mantienen en el tiempo En tercer

lugar tanto en los modelos animales como en la praacutectica cliacutenica los efectos de

los anesteacutesicos inhalados sobre el flujo sanguiacuteneo de los oacuterganos pueden ser

dependientes de la dosis administrada Seraacuten por tanto necesarios nuevos

estudios para evaluar la relacioacuten dosis-dependencia y buscar un umbral de

mejora del flujo sanguiacuteneo a nivel orgaacutenico No podemos olvidar la necesidad

de los ensayos cliacutenicos aleatorizados que confirmen en humanos los resultados

obtenidos en este trabajo y que muestren su repercusioacuten cliacutenica

13 Resumen13 y13 Abstract13

13 13 13

21

Conclusiones El sevoflurano muestra con respecto al propofol un

aumento del flujo sanguiacuteneo en el cerebro corazoacuten e hiacutegado en un dispositivo

de AMC de flujo continuo en un modelo porcino Sin embargo no hemos

encontrado diferencias en el flujo sanguiacuteneo del pulmoacuten rintildeoacuten e intestino No

hemos encontrado diferencias significativas en las variables hemodinaacutemicas

de gasometriacutea arterial y hematoloacutegicas entre los dos grupos en los marcadores

plasmaacuteticos de respuesta inflamatoria y estreacutes oxidativo y en los marcadores

plasmaacuteticos de dantildeo tisular en un dispositivo de AMC Este es el primer estudio

que demuestra un efecto beneficioso del sevoflurano en comparacioacuten con el

propofol sobre el flujo sanguiacuteneo en el corazoacuten hiacutegado y cerebro en una

bomba centriacutefuga Biomeacutedicus 540 en un modelo porcino

13 Resumen13 y13 Abstract13

13 13 13

22

Introduction Ventricular assist devices (VAD) are a promising

therapeutic option for patients with advanced heart failure VAD can act as a

bridge to transplantation as a destination therapy for patients with

contraindications to transplantation or as a bridge to a future recovery In the

last few decades VADs have been increasingly used in patients with end-stage

heart failure because heart transplantation is limited by a marked lack of

donors The main purpose of a VAD is to maintain perfusion of vital organs To

improve the clinical output of the VAD it is necessary to optimize perioperative

conditions (continuous-flow VAD hemodynamic monitors and anesthetic

drugs) Although several studies show the effects of the VAD on organ blood

flow (heart brain liver and kidney) the effect of anesthetics on organ blood

flow in patients with a VAD has not been analyzed to date Several studies have

reported data on the response of organ blood flow to the administration of

various anesthetics although this effect remains unclear for VAD

Hypothesis and Objectives Given the beneficial effects of volatile

anesthetics (sevoflurane) compared with intravenous anesthesia (propofol) on

organ blood flow during cardiovascular surgery we hypothesized that

compared with propofol sevoflurane would increase organ blood flow in

patients with a VAD The main objective of this study was to assess the effect of

sevoflurane and propofol in on organ blood flow in a porcine model with a VAD

Other objectives were to study the effects of sevoflurane and propofol on

hemodynamic parameters blood gas and hematologic on plasma markers of

tissue damage and on plasma markers of inflammatory response and oxidative

13 Resumen13 y13 Abstract13

13 13 13

23

stress in a porcine model with a VAD

Matherial and Methods Ten healthy minipigs were divided into 2

groups (5 per group) according to the anesthetic received (sevoflurane or

propofol) A Biomedicus centrifugal pump was implanted Organ blood flow

(measured using colored microspheres) markers of tissue injury inflammatory

response and redox regulation gasometric hematologic and hemodynamic

parameters were assessed at baseline (before lateral clamping of the aorta)

before assistance (pump off) and after 30 minutes of partial support

Results Blood flow was significantly higher in the brain heart and liver

after 30 minutes in the sevoflurane group although no significant differences

were recorded for the lung kidneys or gut Serum levels of alanine

aminotransferase and total bilirubin were significantly higher after 30 minutes in

the propofol group although no significant differences were detected between

the groups for other parameters of liver and kidney function The hemodynamic

parameters were similar in both groups No significant differences were found in

hematologic and blood gas analysis parameters neither in inflammatory and

redox regulation parameters (Heat Shock Protein 70 C3a tumour necrosis

factor nitric oxide)

13 Resumen13 y13 Abstract13

13 13 13

24

Discussion In this study we have tried to elucidate the importance of

optimization of anesthetic drugs (propofol versus sevoflurane) in VAD and

propose the best protocol for organ flow inflammatory response and oxidative

stress We consider this study necessary since in routine clinical practice

surgeries with a VAD implant the anesthetic maintenance is performed with

these drugs (sevoflurane propofol) and afterwards sedated patients can

remain in special units for heart care or waiting for recovery of the native

ventricle

In our study we found no differences in hemodynamic variables between

the two groups (sevoflurane and propofol) in VAD however in the literature

there are studies showing a decrease in blood pressure and heart rate

associated with propofol anesthetic induction

Several studies have been made to evaluate the effects of anesthetic

drugs on metabolism and cerebral blood flow The results are however

partially contradictory In our study sevoflurane showed increased cerebral

blood flow compared to propofol after implantation of a VAD This increase of

cerebral blood flow may be due to cerebral vasodilation produced by volatile

anesthetics but not with propofol In fact propofol produces cerebral

vasocronstriction indirectly by decreasing cerebral metabolism and lowers

intracranial pressure in dogs Sevoflurane has intrinsic vasodilatory dose-

dependent effect without increasing intracranial pressure Neurological

complications in patients with VAD are associated with high morbidity and

mortality with an incidence between 2 and 48 Thromboembolism and

hemorrhagic stroke are the most common neurological complications while

13 Resumen13 y13 Abstract13

13 13 13

25

cerebral ischemia hypoperfusion and septic and air embolism are less frequent

The increased cerebral blood flow with sevoflurane we observed in our study

may suggest its indication in patients with VAD since cerebral ischemia caused

by low perfusion is a neurological complication associated with these devices

In our study sevoflurane showed higher blood flow in the heart that

propofol after implantation of VAD Sevoflurane and propofol are drugs used in

clinical practice in cardiac surgery We find papers in the literature showing the

cardioprotective effect of sevoflurane in cardiac surgery in humans Volatile

anesthetics have proven to enhance directly or indirectly ischemic

preconditioning resulting in cardioprotection against irreversible myocardial

infarction and myocardial dysfunction Propofol has also demonstrated a

cardioprotective effect in isolated rat hearts reducing ischemia-reperfusion

(cardiac function and improving coronary flow) by increasing nitric oxide

synthase and nitric oxide production In our study nitric oxide levels in plasma

were similar in both protocols anesthetics (sevoflurane and propofol)

In our study sevoflurane showed higher blood flow in the liver that

propofol after implantation of VAD These findings may be related to increased

hepatic blood flow found in the group of sevoflurane in our work We find

studies in the literature showing the liver protective effect of sevoflurane The

release of intracellular enzymes and its detection in samples of circulating blood

is an accepted method for detecting tissue damage Lactate deshydrogenase is

found in the cytoplasm of many types of cells and can be considered a non-

specific indicator of tissue damage Aspartate and alanine aminotransferases

are markers of liver damage and have been correlated with histological liver

13 Resumen13 y13 Abstract13

13 13 13

26

damage In addition the aspartate aminotransferase is an intestinal enzyme

effusion and is released during ischemia-reperfusion intestinal In our study we

found no differences between the two groups in the values of transaminases

aspartate aminotransferase and gamma-glutamyl transpeptidase alkaline

phosphatase lactate deshydrogenase creatinine and lactic acid However we

did find a decrease in the marker of liver damage (alanine aminotransferase) in

the group of sevoflurane as compared to propofol This could be related to

increased hepatic blood flow found in sevoflurane group

Hyperbilirubinemia is common in patients after implantation of VAD due

to liver sinusoidal endothelial dysfunction or heart congestion In our study total

bilirubin was higher in the anesthetized propofol group (after 30 minutes of

partial assistance) compared to sevoflurane group animals This finding could

have a relationship with reduced liver and heart blood flow in the propofol

group when compared to pigs anesthetized with sevoflurane

Limitations When analyzing our experimental study we have found a

number of limitations First the VAD is designed to be used in patients with

heart failure therefore our results may not be directly applicable to clinical

practice since we used healthy animals Secondly we studied the short-term

effects of anesthetic (propofol and sevoflurane) in animals with VAD so it would

be important to perform studies to assess whether these differences persist

over time Third both in animal models and in clinical practice the effects of

inhaled anesthetics on organ blood flow may be dependent on the administered

dose Further studies will therefore be needed to evaluate the dose-dependent

13 Resumen13 y13 Abstract13

13 13 13

27

relationship and look for a threshold of improved organ blood flow There is also

a need for randomized clinical trials to confirm the results in humans and to

show their clinical impact

Conclusions We have demonstrated that as compared to propofol

sevoflurane increases blood flow in the brain liver and heart after implantation

of a continuous-flow VAD in a porcine model However we found no differences

in blood flow in the lung kidney and gut We did not find significant differences

in hemodynamic variables blood and hematologic gases between the two

groups neither on plasma markers of inflammatory response and oxidative

stress nor on plasma markers of tissue injury in a VAD To our knowledge this

is the first study to demonstrate a beneficial effect of sevoflurane as compared

to propofol on organ blood flow in a Biomedicus 540 centrifugal pump in a

porcine model

28

1- INTRODUCCIOacuteN

13 Introduccioacuten13

13 13 13

29

11 FAacuteRMACOS ANESTEacuteSICOS PROPOFOL Y SEVOFLURANO

111 Propiedades

PROPOFOL

Historia

El propofol es el resultado de las investigaciones llevadas a cabo a

principios de los antildeos setenta en torno a los derivados alquilos del grupo fenol

que habiacutean demostrado una actividad hipnoacutetica en animales 1 Posteriormente

se descubrioacute el 26 di-isopropil-fenol La primera publicacioacuten que muestra la

utilizacioacuten del propofol como agente de induccioacuten en los humanos data de

19772 Sin embargo fueron descritas reacciones anafilactoides debidas al

disolvente (Cremophor EL) por lo que fue necesario adecuar de nuevo la

moleacutecula en una emulsioacuten lipiacutedica (1983) 1

Caracteriacutesticas farmacocineacuteticas y farmacodinamias

El propofol es el 26-di-isopropil-fenol su peso molecular es de 178 El

propofol puro se presenta bajo la forma de un liacutequido claro o discretamente

amarillo pajizo muy poco soluble en agua (coeficiente octanolagua de 15 para

un pH=74) y con un pKa en el agua de 11 Su disolvente es una emulsioacuten

lipiacutedica a base de aceite de soja de fosfaacutetidos de huevo y de glicerol (aceite de

soja al 10) El propofol es ioacutenico posee un pH neutro debe ser almacenado

13 Introduccioacuten13

13 13 13

30

entre 2 y 25ordmC y estaacute estrechamente ligado a proteiacutenas humanas (97-98) Su

metabolismo es raacutepido por glucuronoconjugacioacuten y sulfoconjugacioacuten hepaacuteticas

Los productos de degradacioacuten son solubles en agua y excretados por el rintildeoacuten

(maacutes del 88 de la dosis inyectada) siendo menos del 1 de la dosis

eliminado sin metabolizar en la orina y el 2 en las heces El volumen del

compartimento central (V1) es del orden de 15 a 20 litros y el volumen de

distribucioacuten entre 150 y 170 El aclaramiento metaboacutelico es muy elevado (25-35

mLKgmin)

La farmacocineacutetica del propofol obedece a un modelo tri-

compartimental 3 Administrado en perfusioacuten continua y con las dosis

habitualmente utilizadas es lineal la meseta de concentracioacuten media es

proporcional al flujo de la perfusioacuten La concentracioacuten media tras dos horas de

perfusioacuten continua es alrededor del 85 del valor de equilibrio Existe un

intervalo para obtener un equilibrio entre las concentraciones sanguiacuteneas y las

cerebrales denominaacutendose histeacuteresis y se resume mediante el paraacutemetro

farmacocineacutetico T12ke0 (29 min) Asiacute tras una inyeccioacuten mediante bolo

intravenoso el pico de la curva del efecto cerebral se observa entre el segundo

y el tercer minuto 1

La edad es el principal factor de variacioacuten de la farmacocineacutetica del

propofol 4 sin embargo los paraacutemetros farmacodinaacutemicos no parecen

diferentes de los del adulto joven 5

13 Introduccioacuten13

13 13 13

31

SEVOFLURANO

Anesteacutesicos inhalatorios

Inicialmente los anesteacutesicos volaacutetiles se componiacutean de gases

inflamables entre los cuales se incluiacutea el dietil-eacuteter y el ciclopropano 6 sin

embargo los avances en la quiacutemica del fluacuteor y las sustituciones posteriores de

eacuteste por otros halogenados en la moleacutecula del eacuteter redujeron su punto de

ebullicioacuten incrementaron la estabilidad redujeron la inflamabilidad y en

general disminuyeron la toxicidad 6

Los agentes halogenados son hidrocarburos cuyas moleacuteculas se han

sustituido en parte y en grados diversos por un aacutetomo haloacutegeno (bromo cloro y

fluacuteor) La naturaleza el nuacutemero y la posicioacuten de este haloacutegeno condicionan las

propiedades farmacocineacuteticas los efectos y la toxicidad de dichos agentes

(figura (fig) 1) En su globalidad los agentes halogenados y sobre todo los

maacutes recientes se caracterizan por un alto iacutendice terapeacuteutico asociado a una

toxicidad baja La inyeccioacuten directa de estos agentes en ciertos circuitos de

anestesia permite ademaacutes de medir de forma continuada sus concentraciones

alveolares realizar una anestesia por inhalacioacuten con un objetivo de

concentracioacuten medida como en el caso de los agentes intravenosos Su raacutepida

eliminacioacuten por viacutea respiratoria y la baja solubilidad de los agentes maacutes

recientes permite una adaptacioacuten raacutepida del nivel de anestesia durante el

mantenimiento anesteacutesico asiacute como una recuperacioacuten raacutepida y predecible con

independencia de la duracioacuten 7

13 Introduccioacuten13

13 13 13

32

En la praacutectica cliacutenica las propiedades fisicoquiacutemicas vienen

determinadas por el agente anesteacutesico mientras que el anestesioacutelogo controla

la concentracioacuten inspirada del gas y la ventilacioacuten alveolar 8

A Halotano

B Enflurano

C Isoflurano

D Sevoflurano

E Desflurano

Figura 1 Estructura quiacutemica de los agentes halogenados

Historia del Sevoflurano

El sevoflurano fue descrito por primera vez en 1972 9 10 pero su uso

cliacutenico en Japoacuten no fue hasta 1990 1995 en Alemania y 1996 en EEUU

Quiacutemicamente es un compuesto metil-isopropil-eacuteter polifluorado compuesto

por siete aacutetomos de fluacuteor Es estable a temperatura ambiente tiene un punto de

ebullicioacuten de 586 ordmC y su presioacuten vapor es de 157 mmHg por lo que se puede

administrar con vaporizadores convencionales 11

Caracteriacutesticas

El sevoflurano es un liacutequido volaacutetil incoloro y no inflamable con un leve

olor caracteriacutestico semejante al del eacuteter 12 A diferencia del desflurano no es

irritativo de las viacuteas aeacutereas y su induccioacuten inhalatoria se realiza de forma raacutepida

y sencilla 13

13 Introduccioacuten13

13 13 13

33

Concentracioacuten fraccional de anesteacutesico alveolar

La captacioacuten de anesteacutesico se evaluacutea mediante la relacioacuten entre la

concentracioacuten fraccional de anesteacutesico alveolar (FA) y anesteacutesico inspirado (FI)

seguida en el tiempo El factor maacutes importante en la velocidad de incremento

FAFI es FA debido a la gran captacioacuten de anesteacutesico de los alveolos hacia el

torrente circulatorio 6 Los anesteacutesicos inhalados con menores solubilidades en

sangre muestran un incremento maacutes raacutepido de FAFI y se eliminan con mayor

rapidez Cuanto mayor es la ventilacioacuten minuto maacutes raacutepido es el incremento

FAFI Al inicio de la induccioacuten el gradiente de la presioacuten parcial pulmonar

respecto a la sangre venosa es cero pero aumenta raacutepidamente y FAFI crece

con rapidez Posteriormente durante la induccioacuten y el mantenimiento la

presioacuten parcial de la sangre venosa pulmonar aumenta de forma maacutes lenta por

lo que FAFI se incrementa maacutes lentamente En casos de reduccioacuten de la

capacidad vital residual como en el caso de los pacientes obesos y de las

pacientes embarazadas estaacute asociado a una disminucioacuten en el espacio para la

distribucioacuten intrapulmonar por lo que aceleraraacute el equilibrio FAFI Por otro

lado una alteracioacuten en la ventilacioacuten-perfusioacuten como en el caso de las

atelectasias ventilacioacuten unipulmonar o patologiacuteas valvulares puede disminuir

la concentracioacuten arterial y prolongar la induccioacuten Aumentos en el gasto

cardiacuteaco aceleraraacuten la captacioacuten del gas anesteacutesico y su transporte al cerebro

mientras que la ratio FAFI disminuiraacute y el tiempo de induccioacuten aumentaraacute

Durante estados de bajo flujo sanguiacuteneo la ratio FAFI aumentaraacute maacutes

raacutepidamente pero la distribucioacuten a los tejidos se veraacute enlentecida

13 Introduccioacuten13

13 13 13

34

Un caso especial del efecto de concentracioacuten consiste en la

administracioacuten de dos gases de forma simultaacutenea (oacutexido nitroso y sevoflurano

por ej) en el cual la captacioacuten de alto volumen de oacutexido nitroso incrementa la

FA del anesteacutesico volaacutetil

Coeficientes de particioacuten sangre-gas 8

La solubilidad se define como la afinidad relativa entre dos fases al

equilibrio (por ejemplo gas sangre o tejido) en lo referente a los anesteacutesicos

inhalatorios En el equilibrio no hay transferencia entre las fases y las

presiones parciales se igualan Los coeficientes de particioacuten tejidogas variacutean

considerablemente entre los gases anesteacutesicos y son responsables del tiempo

necesario para equilibrar las concentraciones anesteacutesicas inspiratoria y

alveolar El desflurano presenta el coeficiente maacutes bajo (042) seguido del

sevoflurano (069) isoflurano (14) enflurano (19) y halotano (23) Cuanto

maacutes bajo sea el coeficiente de particioacuten maacutes corto seraacute el tiempo de equilibrio

Una alta solubilidad estaacute asociada con una alto depoacutesito del anesteacutesico en la

sangre por lo que es escasa la cantidad de gas que llega al cerebro durante la

fase de induccioacuten estando la rapidez del comienzo de la accioacuten muy reducida

Cuanto mayor sea el coeficiente de particioacuten mayor seraacute la induccioacuten y la

recuperacioacuten de la anestesia general

La distribucioacuten del gas en diferentes tejidos depende de la solubilidad del

anesteacutesico del flujo sanguiacuteneo y del gradiente entre la sangre arterial y la

concentracioacuten de tejido La solubilidad del sevoflurano no se modifica con la

13 Introduccioacuten13

13 13 13

35

edad Al igual que los demaacutes anesteacutesicos inhalatorios es muy poco soluble en

agua muy soluble en grasa y muy poco soluble en sangre 12 Debido a su

escasa solubilidad en sangre la relacioacuten de la concentracioacuten alveolar inspirada

aumenta raacutepidamente con la induccioacuten (captacioacuten) y tambieacuten disminuye

raacutepidamente al cesar la administracioacuten del agente (eliminacioacuten) Tiene un

cociente de particioacuten aceitegas de 472 12

Ciertas situaciones pueden alterar el coeficiente de particioacuten eacuteste

disminuye cuando la temperatura corporal aumenta y con la hemodilucioacuten 14 15

Estas circunstancias pueden tener su importancia durante la circulacioacuten

extracorpoacuterea

Eger y cols 16 sugirieron que la presioacuten parcial del anesteacutesico al final de

la espiracioacuten (end-tidal) refleja la presioacuten parcial arterial del anesteacutesico cuando

las diferencias entre las concentraciones inspirada y al final de la espiracioacuten

son pequentildeas

Concentracioacuten alveolar miacutenima

La concentracioacuten alveolar miacutenima (CAM) es la FA de un anesteacutesico a 1

atmoacutesfera y 37ordmC que impide el movimiento en respuesta a un estiacutemulo

quiruacutergico en el 50 de los pacientes En la praacutectica cliacutenica se acepta que una

concentracioacuten de 12 a 13 veces la CAM suele impedir que el paciente se

mueva durante la estimulacioacuten quiruacutergica 6 La CAM desciende con la edad 17

siendo la CAM del 33 en neonatos 18 2 a 25 en nintildeos entre 1 y 9 antildeos de

edad 19 20 y 26 en adultos joacutevenes entre 18 y 35 antildeos de edad 21 La CAM

13 Introduccioacuten13

13 13 13

36

variacutea en adultos sanos de mediana edad entre el 171 22 y el 204 23 Y en

mayores de 70 antildeos la CAM seriacutea de 145 24 25 Sin embargo antildeadiendo un

635 end-tidal de oacutexido nitroso la CAM disminuye del 171 al 066 22 Es

decir el oacutexido nitroso antildeadido al 65 del volumen (dosis de anesteacutesico

vaporgas medido en teacuterminos de concentracioacuten) a la mezcla del gas inspirado

la CAM del sevoflurano disminuye alrededor del 50 21

El teacutermino CAM-despierto define la CAM con la que los pacientes abren

los ojos cuando se les ordena 25 La CAM-despierto descrita en la literatura es

el 33 de la CAM ajustada a la edad 26

Metabolismo y eliminacioacuten

El sevoflurano se degrada con los absorbentes de dioacutexido de carbono

altamente alcalinos y la cal sodada dependiendo de la temperatura en cinco

productos denominados compuestos A B C D y E A temperatura normal soacutelo

se produce el compuesto A y B siendo B un compuesto de degradacioacuten del A

Aunque el compuesto A es nefrotoacutexico en experimentacioacuten animal (ratas)

ocasionando lesioacuten del tuacutebulo proximal en humanos no se han comprobado

ninguacuten tipo de lesioacuten 11 Se elimina a traveacutes del pulmoacuten y el rintildeoacuten en forma de

metabolitos en un 2-3 y se metaboliza en el hiacutegado a traveacutes del citocromo p-

4502E1 siendo los productos metaboacutelicos maacutes importantes el ion fluacuteor y el

hexafluoroisopropanolol 11

13 Introduccioacuten13

13 13 13

37

112 Faacutermacos hipnoacuteticos y cirugiacutea cardiovascular

PROPOFOL

Efectos hemodinaacutemicos

En la literatura encontramos la asociacioacuten del propofol con la hipotensioacuten

arterial 27 Eacuteste disminuye en un 20-40 la presioacuten arterial (PA) sisteacutemica 28 - 31

sobre todo por el efecto vasodilatador sisteacutemico 30 32 33 y pulmonar 34 y la

depresioacuten de la actividad del componente cardiovascular del sistema nervioso

simpaacutetico 35 36 La velocidad de inyeccioacuten del propofol tambieacuten estaacute relacionada

con el descenso de la PA 37 La caiacuteda del gasto cardiacuteaco (GC) (-15) y del

volumen de eyeccioacuten sistoacutelico (-20) es moderada observaacutendose una

disminucioacuten de las resistencias vasculares sisteacutemicas (RVS) (-15 a -25) y del

iacutendice de trabajo del ventriacuteculo izquierdo (-30) 1 Los factores de riesgo de la

hipotensioacuten arterial son la edad superior a los 65 antildeos la administracioacuten

concomitante de derivados morfiacutenicos la cirugiacutea abdominal y ortopeacutedica el

sexo femenino la toma de benzodiacepinas y de betabloqueantes y los

pacientes ASA III 38 La frecuencia cardiaca (FC) sin embargo generalmente

no se ve afectada 39

Efectos a nivel miocaacuterdico

La administracioacuten de propofol conlleva una depresioacuten miocaacuterdica 40 con

disminucioacuten de la contractilidad 41 42 43 y disminucioacuten de consumo de oxiacutegeno

miocaacuterdico 44 45

13 Introduccioacuten13

13 13 13

38

Efectos en pacientes con cardiopatiacuteas congeacutenitas

Williams y cols 46 realizaron un estudio sobre los efectos hemodinaacutemicos

del propofol en los nintildeos con cardiopatiacuteas congeacutenitas que se sometiacutean a un

cateterismo cardiacuteaco electivo Clasificaron los pacientes en tres grupos

pacientes sin shunt cardiacuteaco pacientes con shunt izquierdo-derecho

(QpQsge1) y pacientes con shunt derecho-izquierdo (QpQslt1) [Qp= flujo

sanguiacuteneo pulmonar Qs=flujo sanguiacuteneo sisteacutemico] Tras la administracioacuten de

propofol la PA sisteacutemica y la RVS descendieron de forma significativa en todos

los grupos y la Qs aumentoacute la FC la presioacuten arterial pulmonar (PAP) media la

resistencia vascular pulmonar y la Qp no se modificaron el ratio de la

resistencias pulmonar a sisteacutemica aumentoacute en los tres grupos y QpQs

disminuyoacute en los pacientes con shunt intracardiaco con consecuentes

desaturaciones en pacientes con cardiopatiacutea cianoacutetica (QpQslt1) 46

SEVOFLURANO

Efectos hemodinaacutemicos

El sevoflurano produce una reduccioacuten dosis-dependiente del GC de la

PA media y del trabajo del ventriacuteculo izquierdo sin cambios en la FC en un

modelo experimental porcino 47

13 Introduccioacuten13

13 13 13

39

Efectos a nivel miocaacuterdico

En los antildeos 80 el isoflurano era el anesteacutesico volaacutetil que habiacutea

demostrado tener las menores propiedades depresoras cardiacas 48 debido en

parte por sus propiedades vasodilatadoras 49 Sin embargo en un estudio

publicado en el antildeo 1990 50 se demuestra que el sevoflurano comparado con

el isoflurano tiene los mismos efectos sobre la funcioacuten cardiaca y el flujo

coronario en perros pero no en la FC En estudios experimentales 51 los

anesteacutesicos volaacutetiles han demostrado mejorar la recuperacioacuten post-isqueacutemica a

nivel celular en corazones aislados y en animales

El Colegio Americano de Cardiologiacutea junto con la Asociacioacuten Cardiacuteaca

Americana (ACCAHA) en sus directrices de 2007 sobre la evaluacioacuten

cardiovascular perioperatoria y el manejo para la cirugiacutea no cardiaca 52 53

recomendaba el uso de los anesteacutesicos volaacutetiles como primera opcioacuten en la

anestesia general en pacientes hemodinamicamente estables con riesgo de

isquemia miocaacuterdica (Clase IIa) con un nivel de evidencia B Esta

recomendacioacuten se basaba en los resultados obtenidos en pacientes sometidos

a un bypass coronario por lo que fue objeto de criacutetica 52 53

Landoni y cols 54 publicaron un meta-anaacutelisis en el que mostraron que el

desflurano y el sevoflurano podriacutean reducir la mortalidad postoperatoria y la

incidencia de infarto de miocardio tras cirugiacutea cardiacuteaca con disminucioacuten de los

niveles de troponina cardiacuteaca postoperatoria menor necesidad de soporte

inotroacutepico menor tiempo de ventilacioacuten mecaacutenica menor estancia en unidad de

cuidados intensivos (UCI) y hospitalaria en general 54

13 Introduccioacuten13

13 13 13

40

Dos antildeos despueacutes Landoni y cols55 realizan otro meta-anaacutelisis en busca

de las propiedades cardioprotectoras de los anesteacutesicos volaacutetiles en pacientes

de alto riesgo sometidos a cirugiacuteas no cardiacas Concluyen que las

propiedades cardioprotectoras del desflurano y sevoflurano no se han

estudiado en la cirugiacutea no cardiaca ya que ninguacuten estudio aleatorizado

comparando desflurano o sevoflurano con los anesteacutesicos intravenosos habiacutea

abordado la incidencia de complicaciones tales como el infarto de miocardio o

la mortalidad 55

En los pacientes sometidos a cirugiacutea de bypass coronario existe una

creciente evidencia en el efecto protector cardiaco de los anesteacutesicos volaacutetiles

y de los opioides 56 La ACCAHA en 2011 57 persiste en su recomendacioacuten de

la anestesia inhalatoria para estos procedimientos (clase IIa) con un nivel de

evidencia A (en 2007 era nivel de evidencia B 52 53) Es muy probable que los

anesteacutesicos volaacutetiles y los opioides tambieacuten protejan a los corazones de los

pacientes quiruacutergicos no cardiacuteacos Sin embargo la edad la diabetes y el

remodelado miocaacuterdico disminuyen los beneficios cardioprotectores de los

anesteacutesicos 56

En resumen muchos anesteacutesicos modifican las variables

hemodinaacutemicas incluyendo la funcioacuten sistoacutelica la resistencia vascular y las

condiciones de precarga Estas alteraciones pueden tener efectos nocivos en

los pacientes con insuficiencia cardiaca produciendo inestabilidad

hemodinaacutemica Por lo tanto es fundamental tener en cuenta el efecto de los

faacutermacos anesteacutesicos en el paciente que se encuentra en tratamiento por su

insuficiencia cardiaca 58

13 Introduccioacuten13

13 13 13

41

113 Efecto de los anesteacutesicos sobre el flujo de los oacuterganos

Se ha demostrado que los faacutermacos anesteacutesicos tienen efecto sobre el

flujo de los oacuterganos asiacute Holmstroumlm y cols59 demostraron un mayor efecto

vasodilatador cerebral del desflurano con respecto al sevoflurano en un modelo

porcino De Hert y cols60describen un efecto cardioprotector del sevoflurano en

el intraoperatorio de cirugiacutea cardiacuteaca pero no encuentran diferencias con

respecto al propofol durante el postoperatorio Kaisti y cols61comparan

sevoflurano y propofol ambos disminuyen el flujo cerebral regional siendo esta

disminucioacuten mayor con el propofol sin embargo Conti y cols62 muestran un

efecto beneficioso del propofol con respecto a altas dosis de sevoflurano sobre

el flujo cerebral Incluso la dosis de los anesteacutesicos influye en la perfusioacuten de

los oacuterganos asiacute Kerbaul y cols63 describen una mayor perfusioacuten miocaacuterdica

con sevoflurano 26 (1 CAM) que con 39 (15 CAM) en un modelo

porcino y Crawford y cols64 describen alteraciones en el flujo hepaacutetico

espleacutenico y cerebral dependiendo de la dosis de sevoflurano empleada (05

CAM hasta 15 CAM) en ratas

114 Efecto de los anesteacutesicos sobre los biomarcadores de respuesta

inflamatoria y oacutexido niacutetrico

Efectos del propofol

El propofol posee efecto antioxidante e inmunomodulador 65 al eliminar

radicales libres de oxiacutegeno y disminuir la peroxidacioacuten lipiacutedica principalmente

en el hiacutegado pulmoacuten corazoacuten y rintildeoacuten 66 El propofol disminuye los niveles de

13 Introduccioacuten13

13 13 13

42

citoquinas plasmaacuteticas en el tejido pulmonar sin embargo en un estudio

reciente parece que no presenta efecto sobre la interleukina (IL) IL-1β en el

pulmoacuten 67 El propofol inhibe la produccioacuten inducida de oacutexido niacutetrico 68 69

Propofol frente a Sevoflurano

El propofol con respecto al sevoflurano produce una disminucioacuten de la

infiltracioacuten de neutroacutefilos de los niveles de citoquinas proinflamatorias en

plasma de la produccioacuten de radicales libres de oxiacutegeno y de la actividad de la

oacutexido niacutetrico sintasa (iNOS) 70

En la literatura encontramos estudios comparativos de la anestesia con

propofol y sevoflurano en diferentes cirugiacuteas entre ellas la cirugiacutea vascular 71

En este trabajo 71 la respuesta inflamatoria y el estreacutes oxidativo producido por

el clampaje aoacutertico es menor en el grupo anestesiado con propofol con

respecto al grupo del sevoflurano aunque ambos faacutermacos han demostrado

cierta modulacioacuten de la isquemia-reperfusioacuten sugiriendo un efecto protector de

los oacuterganos durante el clampaje aoacutertico abdominal 72

Estudios recientes muestran un efecto neuroprotector del sevoflurano en

la isquemia cerebral mediado por un mecanismo antiinflamatorio 73 asiacute como

un efecto protector del endotelio en humanos componente vital de los

oacuterganos 74

Otros autores comparando el efecto del desflurano sevoflurano y

propofol sobre el estreacutes oxidativo comprobaron que el desflurano produciacutea

13 Introduccioacuten13

13 13 13

43

mayor aumento de malondihaldeiacutedo (MDA) y el propofol lo disminuiacutea sin

embargo el sevoflurano no modificaba los niveles de este marcador de estreacutes

oxidativo 75 76

Kotani y cols demostraron que los efectos del isoflurano en el pulmoacuten

sano eran perjudiciales 77 Tambieacuten observaron que los niveles de expresioacuten

geacutenica de una serie de factores pro-inflamatorios aumentaban de manera

significativa en pulmones sanos 2 horas despueacutes de la inhalacioacuten de 15 CAM

de sevoflurano 78

Los anesteacutesicos volaacutetiles podriacutean alterar la respuesta inflamatoria

pulmonar modulando la secrecioacuten de citoquinas pro-inflamatorias por las

ceacutelulas pulmonares 79 Otros estudios muestran que los anesteacutesicos volaacutetiles

inhiben la liberacioacuten de factor de necrosis tumoral alfa (TNF-α) reduciendo asiacute

la inflamacioacuten 80

En los pacientes sometidos a ventilacioacuten unipulmonar Jin y cols 81

afirman que el sevoflurano en comparacioacuten con el propofol aumenta la lesioacuten

de la funcioacuten pulmonar durante la fase perioperatoria mediante factores

inflamatorios (TNL-α e IL-6 e IL-10) el empeoramiento del edema pulmonar y

la inhibicioacuten de la vasoconstriccioacuten pulmonar hipoacutexica 81

13 Introduccioacuten13

13 13 13

44

12 ASISTENCIA MECAacuteNICA CIRCULATORIA

121 Concepto de asistencia mecaacutenica circulatoria (AMC)

Epidemiologiacutea de la Insuficiencia Cardiaca

La Insuficiencia Cardiacuteaca (IC) es un siacutendrome complejo con una alta

prevalencia situaacutendose en torno al 10 en mayores de 70 antildeos 82 Su

incidencia es del 1 en mayores de 65 y del 9 entre los 80 y 89 antildeos de

edad 82 Es la primera causa de hospitalizacioacuten en los paiacuteses desarrollados en

los mayores de 65 antildeos siendo el 5 del total de los ingresos 82 Su

prevalencia estaacute aumentando en los uacuteltimos antildeos ya que el manejo

cardiovascular de los pacientes estaacute mejorando y la poblacioacuten envejeciendo

Aunque la supervivencia en estos pacientes ha ido aumentando la IC

continuacutea teniendo un mal pronoacutestico con una mortalidad aproximada del 50 a

los 5 antildeos del diagnoacutestico Debido a su elevada prevalencia y a su alta tasa de

ingresos-reingresos supone un problema de salud puacuteblica por su elevada carga

asistencial En conjunto se estima que los costes directos de la IC suponen el

1-2 del presupuesto sanitario de los paiacuteses desarrollados 83

En 1993 el estudio Framingham 84 publicoacute una incidencia anual

ajustada por edad de la insuficiencia cardiaca congestiva en personas de ge45

antildeos del 72 casos1000 en los hombres y 47 casos1000 en las mujeres

mientras que la prevalencia ajustada por edad de la insuficiencia cardiacuteaca fue

de 241000 en los hombres y el 251000 en mujeres durante la deacutecada de los

13 Introduccioacuten13

13 13 13

45

80 y una tasa de supervivencia a los 5 antildeos del 25 en hombres y el 38 en

mujeres 84 Por lo tanto la insuficiencia cardiaca se presenta como un

importante y creciente problema de salud puacuteblica a veces considerado incluso

como una nueva epidemia 83 85

Shock cardiogeacutenico

El shock cardiogeacutenico es un estado de inadecuada perfusioacuten tisular

debida a una disfuncioacuten cardiaca Es una complicacioacuten del infarto agudo de

miocardio con una incidencia que variacutea del 5 al 15 y de muy alta

mortalidad 86

Por otro lado los pacientes sometidos a cirugiacutea cardiacuteaca

(revascularizaciones miocaacuterdicas y recambios valvulares) pueden desarrollar

un shock cardiogeacutenico postcardiotomiacutea situacioacuten en la que no se puede retirar

la circulacioacuten extracorpoacuterea Presenta una incidencia que variacutea entre el 02 87

1 88 llegando hasta el 6 89 seguacuten las series publicadas

Tratamientos de la insuficiencia cardiaca la asistencia mecaacutenica circulatoria

(AMC)

Durante los uacuteltimos 20 antildeos el tratamiento de la IC ha mejorado de

manera significativa gracias no soacutelo a las nuevas terapias farmacoloacutegicas

(inhibidores de la enzima convertidora de la angiotensina beta-bloqueantes)

sino tambieacuten a los tratamientos invasivos y dispositivos de asistencia De

13 Introduccioacuten13

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46

hecho los avances en el soporte mecaacutenico es decir el desarrollo de

dispositivos de AMC maacutes eficientes han permitido reducir la morbimortalidad

en pacientes con insuficiencia cardiacuteaca terminal en lista de espera para un

trasplante Sin embargo el trasplante no puede ser la uacutenica solucioacuten debido no

soacutelo a un nuacutemero insuficiente de donantes disponibles sino tambieacuten al elevado

nuacutemero de pacientes no candidatos por presentar comorbilidades graves yo

edad avanzada La AMC ya no se concibe soacutelo como un puente al trasplante

sino como un tratamiento en siacute 90 ya que han demostrado ser dispositivos

eficaces capaces de reemplazar la funcioacuten cardiaca y de mantener la

estabilidad hemodinaacutemica del paciente hasta la llegada de un trasplante 91-93

Trasplante cardiaco

El trasplante cardiaco puede ser la uacutenica alternativa cuando todas las

opciones terapeacuteuticas han fracasado 94 Maacutes de la mitad de los pacientes

trasplantados urgentes en los uacuteltimos 5 antildeos llevaban implantado alguacuten tipo de

AMC 95 Estos dispositivos son cruciales para el mantenimiento y la

estabilizacioacuten previa al trasplante de los pacientes con IC aguda Permiten

mantener a los receptores en unas condiciones adecuadas hasta la aparicioacuten

de un oacutergano compatible No obstante debido a que en ocasiones el tiempo de

espera del oacutergano puede ser de semanas se hace necesario disponer de

dispositivos de asistencia ventricular de media y larga duracioacuten para evitar el

deterioro del paciente y que eacuteste se mantenga en buenas condiciones hasta el

trasplante cardiaco 95

13 Introduccioacuten13

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47

La supervivencia obtenida con el trasplante cardiaco en Espantildea sobre

todo en los uacuteltimos antildeos lo situacutea como el tratamiento de eleccioacuten en las

cardiopatiacuteas irreversibles en situacioacuten funcional avanzada y sin otras opciones

meacutedicas o quiruacutergicas establecidas 95 Seguacuten los datos publicados en 2012 por

la Sociedad Espantildeola de Cardiologiacutea 95 el perfil cliacutenico medio del paciente que

se trasplantoacute en Espantildea en 2011 fue el de un varoacuten de 53 antildeos diagnosticado

de cardiopatiacutea isqueacutemica no revascularizable con disfuncioacuten ventricular grave y

clase funcional avanzada al que se implantoacute un corazoacuten de 38 antildeos

procedente de un donante fallecido por hemorragia cerebral y con un tiempo en

lista de espera de 122 diacuteas En los uacuteltimos antildeos se ha incrementado el nuacutemero

de trasplantes urgentes (el 38 en 2011 frente al 34 en 2010) El tiempo

medio de supervivencia se ha incrementado con los antildeos Asiacute mientras en la

serie total la probabilidad de supervivencia tras 1 5 10 y 15 antildeos es del 77 el

66 el 53 y el 39 respectivamente en los uacuteltimos 5 antildeos la probabilidad de

supervivencia tras 1 y 5 antildeos es del 80 y el 73 respectivamente La causa

maacutes frecuente de fallecimiento es el fallo agudo del injerto (16) seguido de

infeccioacuten (156) combinado de enfermedad vascular del injerto y muerte

suacutebita (14) tumores (123) y rechazo agudo (77) 95

Trasplante y Dispositivos de Asistencia Mecaacutenica

La proporcioacuten de pacientes trasplantados con asistencia se ha ido

incrementando con el tiempo En los uacuteltimos 7 antildeos ha alcanzado el 24 95 El

baloacuten de contrapulsacioacuten intraaoacutertico sigue siendo el maacutes utilizado aunque no

se ha incrementado su uso en los uacuteltimos 5 antildeos en cambio el oxigenador de

13 Introduccioacuten13

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membrana extracorpoacutereo (ECMO) y los dispositivos pulsaacutetiles siacute han visto

significativamente incrementada su utilizacioacuten (fig 2)

Figura 2 Distribucioacuten del tipo de asistencia ventricular previa al trasplante por

periodos 95 (DAV dispositivo de asistencia ventricular ECMO oxigenador de

membrana extracorpoacutereo)

Historia de la AMC

El primer implante de AMC exitoso 96 fue realizado por los Dr Michael

DeBakey y Dr Domingo Liotta en 1966 en un paciente con shock

postcardiotomiacutea como puente al trasplante Hubo que esperar 20 antildeos despueacutes

para que las sistemas implantables y portaacutetiles de AMC se usaran de forma

terapeacuteutica como puente al trasplante 96 De hecho en la actualidad el uso de

asistencias ventriculares como puente al trasplante se considera una buena

opcioacuten para pacientes en shock cardiogeacutenico refractario 97 98

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13 13 13

49

Epidemiologiacutea de la AMC

Reyes y cols 99 presentaron en 2006 un estudio observacional

descriptivo sobre la experiencia en el uso de AMC como puente al trasplante

cardiaco en el Hospital General Universitario Gregorio Marantildeoacuten y analizaron la

supervivencia y el pronoacutestico de dichos pacientes tras el trasplante Estudiaron

los pacientes portadores de AMC que fueron trasplantados entre los antildeos 1988

y 2005 (n=23) La edad media fue de 525plusmn84 antildeos Los motivos de inclusioacuten

en la lista de trasplante fueron postcardiotomiacutea (n=10) infarto de miocardio

(n=5) disfuncioacuten primaria del injerto (n=7) y miocardiopatiacutea dilatada (n=1) Los

modelos de AMC empleados fueron BioMed Comunidad de Madrid (n=9)

Abiomed BVS 5000 (n=13) y Biomeacutedicus (n=1) El tiempo en alerta cero del

paciente fue de 3 plusmn 24 diacuteas Las complicaciones intrahospitalarias fueron

neuroloacutegicas (n=7) infecciosas (n=12) renales (n=3) hemorraacutegicas (n=3) y

respiratorias (n=2) La mortalidad intrahospitalaria fue del 391 (n=9) la

supervivencia al antildeo del 552 y a los 5 antildeos del 322 La supervivencia al

antildeo fue del 923 en los pacientes que recibieron el alta domiciliaria Una

adecuada seleccioacuten de los pacientes y del tipo de asistencia son esenciales

para la obtencioacuten de buenos resultados 99

Ademaacutes de conocer las caracteriacutesticas de los sistemas de AMC es

importante conocer la situacioacuten que cada paiacutes presenta en cuanto a la

incidencia de trasplantes cardiacos Espantildea es uno de los paiacuteses con un mayor

nuacutemero de donantes 96 100 lo que permite que el nuacutemero de diacuteas que deben

esperar los pacientes hasta la llegada de un corazoacuten donante sea menor que el

13 Introduccioacuten13

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50

de otros paiacuteses especialmente en los pacientes que se situacutean dentro de la

categoriacutea de alerta cero situacioacuten que les otorga prioridad nacional ante un

posible donante Si el tiempo de espera aumenta como en otros paiacuteses seriacutea

preciso replantearse el uso de dispositivos de AMC de mayor duracioacuten

Es preciso una experiencia continuada por parte del personal sanitario

asiacute como una adecuada seleccioacuten de los pacientes 101 102 para obtener

resultados satisfactorios 103 ademaacutes de las mejoras tecnoloacutegicas

Navia y cols 91 presentaron una supervivencia global en el paciente con

trasplante cardiaco (desde la implantacioacuten de la AMC como puente al

trasplante) del 69 El grupo alemaacuten de El-Banayosy y cols 104 utiliza el

sistema Abiomed soacutelo cuando se preveacute una asistencia durante un corto periacuteodo

de tiempo Samuels y cols 105 describen la experiencia de 45 pacientes

asistidos con el sistema Abiomed BVS 5000 con un porcentaje de pacientes

dados de alta del 31El sistema Abiomed BVS 5000 es un sistema disentildeado

para asistir al corazoacuten en espera de una recuperacioacuten del miocardio o como

puente al trasplante durante un corto periacuteodo de tiempo y cuyas principales

ventajas son su sencilla utilizacioacuten y su bajo coste 105 - 108

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51

122 Clasificacioacuten y principales dispositivos

Asistencia mecaacutenicas circulatorias de FLUJO PULSAacuteTIL O CONTINUO

Existen tres generaciones de AMC 109 110

La primera generacioacuten de las AMC la constituye una bomba pulsaacutetil

imitando la accioacuten fisioloacutegica del corazoacuten proporcionando un excelente soporte

circulatorio y dando como resultado una larga supervivencia y mejor calidad de

vida 111-113 Entre estos dispositivos se encuentran el HeartMate I (XVE)

(Thoratec Inc Pleasanton California USA) Thoratec PVAD y Novacor N100

(WorldHeart Inc Salt Lake City Utah USA) y Abiomed BVS5000 y AB5000

En el antildeo 2009 el doctor Del Cantildeizo y cols 114 publicaron la descripcioacuten

de un nuevo dispositivo pulsaacutetil de bajo coste para soporte circulatorio a corto

plazo que incorpora una caacutemara de complianza Esta caacutemara funciona como

una auriacutecula y demostroacute en estudios experimentales in vivo mejorar la descarga

ventricular al llenarse principalmente durante la siacutestole mientras que en otros

dispositivos el llenado del dispositivo ocurre uacutenicamente durante la diaacutestole 114

Seguacuten la sangre avanza por el sistema circulatorio el flujo pulsaacutetil inicial

en la aorta es progresivamente amortiguado transformaacutendose en flujo continuo

a nivel de los capilares 115 (fig 3)

13 Introduccioacuten13

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52

Figura 3 Presiones en el sistema circulatorio [Smith JJ Kampine JP

Circulatory physiology The essentials 3rd Edition Baltimore MD Williams amp

Wilkins 1990]

La segunda generacioacuten de AMC son bombas rotatorias (centriacutefugas o

axiales) que producen un flujo continuo (fig 4) y presentan un funcionamiento

sencillo Son silenciosas y mucho maacutes compactas que las de flujo pulsaacutetil

Tienen una superficie de contacto de la bomba con la sangre maacutes pequentildea y

menos trombogeacutenica sin zonas de estancamiento y sin vaacutelvulas artificiales Se

incluyen dispositivos como las bombas de flujo axial HeartMate II (Thoratec

Inc Pleasanton California USA) Jarvik 2000 el MicroMed DeBakey

(MicroMed Technology Inc Houston Texas USA) la Impella Recover y de

flujo centriacutefugo la TandemHeart La bomba centriacutefuga Biomeacutedicus es un

dispositivo de segunda generacioacuten relativamente barato en comparacioacuten con

otros dispositivos maacutes sofisticados Estos dispositivos se presentaron como

una solucioacuten para los pacientes con shock cardiogeacutenico post-infarto agudo de

miocardio y postcardiotomiacutea ya que presentaban una funcioacuten ventricular

izquierda (fraccioacuten de eyeccioacuten del ventriacuteculo izquierdo o FEVI) comprometida

13 Introduccioacuten13

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53

que necesitaba un apoyo mecaacutenico a corto plazo como puente a la

recuperacioacuten

En la uacuteltima deacutecada el objetivo de los disentildeos de las AMC ha sido el

aumentar su tiempo de uso evolucionando desde la primera generacioacuten de

las bombas pulsaacutetiles a las bombas de ahora maacutes pequentildeas ligeras y de flujo

continuo Seguacuten la configuracioacuten del propulsor o rotor de la bomba (ldquospinning

impellerrdquo) los dispositivos de AMC de flujo continuo pueden ser de flujo radial

o axial116

Figura 4 Tipos de bombas seguacuten el flujo que producen Las flechas indican la

direccioacuten del flujo sanguiacuteneo que accede a la bomba de entrada (CE) y sale por

la caacutenula de salida (CS) [Garciacutea-Cosiacuteo Carmena MD Indicaciones de

asistencias ventriculares iquestalternativa o puente a trasplante Tipos de

asistencias ventriculares En Cardio Agudos Ed Grupo CTO 2015]

Los dispositivos de tercera generacioacuten son bombas centriacutefugas de flujo

continuo sin rodamientos Minimizan el contacto entre la bomba y el rotor axial

o centriacutefugo mediante el uso de la tecnologiacutea de levitacioacuten magneacutetica

reduciendo asiacute la friccioacuten y el desgaste del dispositivo 117 DuraHeart (Terumo

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Heart Inc Ann Arbor Michigan EEUU) HeartWare HVAD (HeartWare

International Inc Framingham Massachussets EEUU) el Levacor

recientemente suspendido (WorldHeart Inc Salt Lake City Utah EEUU) 117

la bomba maglev Levitronix CentriMag Incor de flujo axial suspendido

magneacuteticamente (Berlin Heart AG Berliacuten Alemania) HeartWare HeartMate III

DuraHeart (Terumo Somerset EEUU) y Novacor II son los dispositivos

disponibles de tercera generacioacuten 118

Registro Interinstitucional INTERMACS para la AMC

El Registro Interinstitucional para la Asistencia Mecaacutenica Circulatoria

(INTERMACS) 119 es el mayor registro de la utilizacioacuten de dispositivos de AMC

con 145 hospitales participantes El Vordm informe anual INTERMACS publicado

en 2013 (el uacuteltimo presentado) incluye los datos de AMC de 23 de junio de

2006 a 30 de junio de 2012 utilizados en 6885 pacientes de los cuales 243

teniacutean previamente un dispositivo AMC siendo 72 pacientes pediaacutetricos y 9

con AMC de ventriacuteculo derecho De los 6561 pacientes con implante primario

de AMC de ventriacuteculo izquierdo (LVAD) 136 recibieron un trasplante 910

recibieron una asistencia ventricular izquierda de flujo pulsaacutetil (681 soacutelo

LVAD) y los restantes 5515 recibieron una asistencia ventricular izquierda de

flujo continuo (973 soacutelo LVAD) como puente al trasplante o como terapia de

destino La supervivencia para los LVAD de flujo continuo fue de 80 a 1 antildeo y

de 70 a los 2 antildeos 119

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55

Dispositivo de AMC de eleccioacuten

Sigue existiendo controversia sobre queacute dispositivo de AMC tiene

mejores resultados Algunos estudios demuestran mejor flujo sanguiacuteneo con

las bombas pulsaacutetiles 120 121 otros describen menor tasa de infeccioacuten y de

fallos mecaacutenicos con las no-pulsaacutetiles 113 y otros estudios no encuentran

diferencias significativas entre ambos dispositivos 122 123 Otros estudios han

centrado sus objetivos en las diferencias existentes entre los dispositivos de

AMC (bombas de flujo pulsaacutetil versus bombas de flujo continuo) en lo que se

refiere a las alteraciones hemodinaacutemicas 123 124 perfusioacuten de los oacuterganos 122

125 asiacute como a la respuesta inflamatoria sisteacutemica 126

En un estudio previo al Vordm informe anual INTERMACS de 2013 119 (de un

antildeo menos de duracioacuten) con datos recogidos de 23 de junio de 2006 hasta el

31 de marzo de 2011 Holman y cols 127 hallaron una mayor durabilidad de las

bombas de AMC de flujo continuo frente a las de flujo pulsaacutetil Entendiendo por

problemas de durabilidad los episodios de reemplazo de la bomba en casos de

infeccioacuten trombosis-hemoacutelisis fallo de las caacutenulas fallo de la unidad central y

muerte debida a fallo de la bombacaacutenulas Un total de 3302 AMC fueron

implantadas (484 pulsaacutetiles y 2816 continuas) y 98 fueron intercambiadas o

causaron la muerte por problemas de durabilidad (46 pulsaacutetiles 52 continuas

el 3 de las implantadas) El intervalo para la aparicioacuten de un problema del

dispositivo fue mayor en el caso de las bombas de flujo continuo que en el de

las de flujo pulsaacutetil El estudio de las causas del intercambio de bomba o de

muerte relacionada con la bomba mostroacute (1) menor posibilidad de fallo de la

bomba de flujo continuo (2) similar intercambio y muerte relacionada con fallo

13 Introduccioacuten13

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56

de las caacutenulas (3) similar intercambio y muerte relacionada con trombosis-

hemoacutelisis y (4) escasos intercambios o muertes relacionadas con infecciones

en las AVM de flujo continuo Los resultados en cuanto a la supervivencia

corroboran estos hallazgos pues el 54 de los pacientes con AVM de flujo

continuo frente al 23 de los pacientes con AVM de flujo pulsaacutetil seguiacutean vivos

y continuando con el soporte de la AVM tras 12 meses de implantacioacuten 127

En otro estudio recientemente publicado (2014) Sabashnikov y cols 128

analizan los resultados a corto plazo y predictores de mortalidad a los 90 diacuteas

de la implantacioacuten de una AMC de flujo continuo Entre Julio 2006 y Mayo 2012

se implantaron 117 AMC de flujo continuo como puente al trasplante La tasa

de mortalidad a los 90 diacuteas fue de 171 La optimizacioacuten de la situacioacuten pre-

operatoria del estado de la volemia de la precarga y de la funcioacuten del corazoacuten

derecho asiacute como la seleccioacuten basada en la edad de los pacientes candidatos

a un dispositivo de AMC izquierda son los factores criacuteticos que influyen en la

supervivencia tras la implantacioacuten de una AMC de flujo continuo 128

BIOMEacuteDICUS Bomba centriacutefuga de flujo continuo

Las bombas centriacutefugas pueden ser implantadas de forma raacutepida y

sencilla son faacuteciles de usar y son relativamente baratas 129 Su principal

caracteriacutestica es ser menos destructivas para las ceacutelulas sanguiacuteneas en

comparacioacuten con las bombas de rodillos 130

La bomba Biomeacutedicus BioPump modelo BPX-80 (Medtronic Inc

Minneapolis MN) es una bomba centriacutefuga magneacutetica Se encuentra disponible

13 Introduccioacuten13

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en la mayoriacutea de centros de cirugiacutea cardiovascular y puede ser usada como

bypass feacutemoro-femoral bypass cardiopulmonar AMC y oxigenacioacuten de

membrana extracorpoacuterea (ECMO) 131 El modelo original fue el Modelo 600

producto de una investigacioacuten en el Instituto Nacional de Salud formando parte

de un programa de corazoacuten artificial desarrollado en 1970 Las caracteriacutesticas

en el tamantildeo y la forma del disentildeo se traducen en un flujo de sangre suave y

atraumaacutetico que disminuye los niveles de hemoacutelisis y la formacioacuten de trombos

En 1985 con la experiencia adquirida con el uso de el Modelo 600 salen al

mercado los modelos BP-80 y BP-50 La BioPump es una bomba centriacutefuga

basada en el principio del voacutertice

Componentes de la bomba Biomeacutedicus

Un voacutertice es un flujo turbulento en rotacioacuten espiral con trayectorias de

corriente cerradas Como voacutertice puede considerarse cualquier tipo de flujo

circular o rotatorio que posee vorticidad La vorticidad es un concepto

matemaacutetico usado en dinaacutemica de fluidos que se puede relacionar con la

cantidad de circulacioacuten o rotacioacuten de un fluido se define como la circulacioacuten por

unidad de aacuterea en un punto del flujo Si nosotros hacemos girar un fluido dentro

de un vaso de precipitado lleno estamos impartiendo energiacutea rotacional al

fluido y estamos creando otra forma de energiacutea movimiento Esta energiacutea hace

que el fluido sea impulsado hacia arriba al lado de las paredes del vaso de

precipitado Las caracteriacutesticas de todos los voacutertices son baja presioacuten en centro

del voacutertice y alta presioacuten hacia fuera del voacutertice

13 Introduccioacuten13

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58

Las bombas centriacutefugas magneacuteticas estaacuten constituidas por una carcasa

riacutegida externa en forma de cono por cuyo veacutertice se efectuacutea la entrada de

fluido Dentro de este cono se disponen otros conos apilados (3 en el caso de

la BioPump) que al girar sobre su propio eje producen una presioacuten negativa

sobre el punto de entrada y empujan el fluido del circuito dentro de la bomba

(fig 5) Una vez que la sangre entra en la cabeza arterial la energiacutea cineacutetica es

transmitida a la sangre por los conos rotatorios generando presioacuten en la bomba

y permitiendo que la sangre se dirija hacia el punto de salida En la entrada y

salida del cabezal de la bomba no existen dispositivos oclusivos Si los conos

estaacuten parados y no rotan la sangre puede pasar Se utilizan caacutenulas de

derivacioacuten para conectar el ventriacuteculo a la bomba

El flujo que proporcionan las bombas centriacutefugas es de tipo continuo no

pulsaacutetil La cabeza de la bomba se instala en una consola portaacutetil que dispone

de un imaacuten rotatorio y transmite el movimiento a los conos internos El sistema

electroacutenico de la consola nos permite conocer la velocidad de los conos

(revoluciones por minuto) El gasto se calcula a traveacutes de un medidor de flujo

situado en la salida del cabezal

13 Introduccioacuten13

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59

Figura 5 Fotografiacutea de la bomba Biomeacutedicus Recipiente de policarbonato con

tres conos en su interior encajados uno sobre otro con los dos conectores de

entrada y salida

La marca comercial de la consola es 550 Bio-Consola Medtronic

Biomeacutedicus Esta consola genera una fuera electromotriz transmitida a traveacutes

de un imaacuten a otro imaacuten en la bomba centriacutefuga (Bio-Pump BP-80 Meacutedicus

Biomeacutedicus) En su cara posterior presenta dos conexiones una para el flujo

de la bomba (Tx 50 Bio-Probe flow Transducer (transductor del flujo de la

sonda Medtronic Biomeacutedicus) y otra para la unidad motora externa (540 T

External drive Mototr Medtronic Biomeacutedicus) La bomba centriacutefuga puede

acoplarse directamente en la parte posterior de la consola o bien en la unidad

motora externa

Las bombas Biomeacutedicus tienen escasas complicaciones debidas a su

uso y el coste es relativamente bajo si lo comparamos con otros sistemas de

asistencia

13 Introduccioacuten13

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60

En una revisioacuten de 129 casos Noon y cols 132 muestran que un nuacutemero

importante de pacientes con dantildeo reversible miocaacuterdico postcardiotomiacutea se

beneficiaron de un soporte temporal mediante una bomba centriacutefuga En esta

serie los pacientes presentaron varias complicaciones que incluyen

coagulopatiacutea insuficiencia o incluso fallo renal sepsis deacuteficits neuroloacutegicos

fallo ventricular arritmias y muerte el 563 de los pacientes fueron

destetados del soporte mecaacutenico y el 21 fue dado de alta vivo Las causas de

la muerte incluyeron fallo ventricular (624) arritmias (129) triage (cese de

medidas de soporte vital) (69) infarto de miocardio perioperatorio o paro

cardiacuteaco (05) coagulopatiacutea (40) sepsis (40) fallo del injerto (30) y

las relacionadas con el dispositivo (10) La uacutenica muerte relacionada con el

dispositivo se debioacute a un desplazamiento de la caacutenula venosa en la unidad de

cuidados intensivos que ocasionoacute una exanguinacioacuten Complicaciones

relacionadas con el dispositivo fueron vistas en el 16 de los pacientes 132

123 Asistencia mecaacutenica circulatoria parcial y total

Durante la siacutestole de la AMC la vaacutelvula de la caacutenula de entrada se

encuentra cerrada y la vaacutelvula de la caacutenula de salida abierta de modo que la

sangre mantiene un flujo direccionado hacia la aorta y no regresa al ventriacuteculo

izquierdo Durante la diaacutestole de la AMC se abre la caacutenula de entrada

(permitiendo la entrada de sangre a la maacutequina desde el ventriacuteculo izquierdo) y

se cierra la vaacutelvula de salida

13 Introduccioacuten13

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61

La AMC puede producir una descarga total del ventriacuteculo (AMC total)

tratando de dar el mayor gasto cardiaco descargando de forma completa el

ventriacuteculo nativo o bien pueden realizar una descarga parcial (AMC parcial)

dando suficiente asistencia al ventriacuteculo nativo para mantener un correcto flujo

circulatorio y asiacute el ventriacuteculo nativo puede ayudar con su propio gasto Esto

uacuteltimo es importante cuando usamos una AMC como puente a la recuperacioacuten

del ventriacuteculo nativo

En la literatura se discute acerca de queacute tipo de asistencia es la mejor

Algunos autores 133 134 defienden el soporte total otros 135 136 opinan que el

soporte parcial puede presentar maacutes beneficios porque la asistencia total

puede producir atrofia de los miocitos

124 Asistencia mecaacutenica circulatoria y flujo de oacuterganos

En la actualidad la evidencia cliacutenica indica que la perfusioacuten y la funcioacuten

de los oacuterganos diana estaacuten bien mantenidos durante periacuteodos prolongados de

apoyo con un dispositivo de AMC 122 137 La perfusioacuten de los oacuterganos no parece

verse afectada por los tipos de flujo (pulsaacutetil frente no-pulsaacutetil) de AMC en un

modelo de fracaso cardiacuteaco croacutenico 138

Bajo circunstancias de circulacioacuten croacutenica sin pulso Saiacuteto y cols 139 no

encontraron diferencias en la histologiacutea de los oacuterganos diana (cerebro rintildeones

hiacutegado y corazoacuten) en asistencia pulsaacutetil y continua en un modelo experimental

en ovejas Tampoco encontraron diferencias en la presioacuten arterial media

aunque siacute en los niveles de renina en plasma (siendo maacutes elevados en los

13 Introduccioacuten13

13 13 13

62

animales con dispositivo de flujo continuo) esto podriacutea ser debido a una

respuesta de adaptacioacuten a la falta de presioacuten sanguiacutenea Tambieacuten hallaron un

adelgazamiento de la capa media de la aorta ascendente en ovejas con AMC

no-pulsaacutetil frente a las ovejas control 139 De hecho las resistencias vasculares

sisteacutemicas se elevan durante el uso de AVM de flujo continuo frente a las de

flujo pulsaacutetil 140

125 Asistencia mecaacutenica circulatoria y respuesta inflamatoria

Interleukinas y Factor de necrosis tumoral

La inflamacioacuten juega un papel importante en la patogeacutenesis del fracaso

cardiacuteaco 141 142 El TNF-α y las interleukinas IL-1β IL-1α e IL-6 son

clasificadas como citoquinas proinflamatorias en las respuestas primarias del

hueacutesped y la reparacioacuten de los tejidos 143 Las fuentes productoras de

citoquinas en el fracaso cardiacuteaco son muacuteltiples e incluyen el sistema inmune

los tejidos perifeacutericos y el fallo cardiacuteaco por si mismo 144 La hipoacutetesis de la

produccioacuten extramiocaacuterdica de citoquinas por endotoxinas bacterianas

causantes de dantildeo en la perfusioacuten tisular y de una hipoxia tisular 145 parece

maacutes probable Anker y cols 146 desarrollaron esta hipoacutetesis de la activacioacuten

inmunoloacutegica secundaria a una exposicioacuten de endotoxinas bacterianas debido

a episodios repetidos de edema intestinal hipoperfusioacuten intestinal y la

consecuente translocacioacuten bacteriana 146 De hecho son maacutes altos los niveles

13 Introduccioacuten13

13 13 13

63

seacutericos de endotoxinas en los pacientes con fracaso cardiacuteaco y edema y

disminuyen con tratamiento diureacutetico 147

Estudios cliacutenicos demuestran que los pacientes con fracaso cardiacuteaco

presentan un aumento del TNF-α y de las IL-6 IL-1β e IL-2 142 148 149 En

descompensaciones agudas de pacientes con disfuncioacuten sistoacutelica del ventriacuteculo

izquierdo se han encontrado aumentos de la IL-6 y de la proteiacutena C reactiva

(PCR) comparados con pacientes con FEVI conservada 150

La manera en que las citoquinas proinflamatorias afectan a la funcioacuten

mecaacutenica cardiacuteaca se diferencia en dos fases La fase temprana se caracteriza

por una raacutepida activacioacuten de los mecanismos de sentildealizacioacuten celular

interrelacionados entre siacute incluyendo respuestas celulares mediadas por

esfingoliacutepidos fosfoliacutepidos oacutexido-niacutetrico sintetasa (NOS) y oacutexido-niacutetrico (NO)

La respuesta puede ser estimuladora o depresora cardiaca dependiendo del

estado redox y metaboacutelico de la magnitud de la adaptacioacuten cardiaca y

respuestas reflejas y del efecto sineacutergico o antagoacutenico de las citoquinas

mediadoras Esta primera fase temprana va seguida de una fase tardiacutea maacutes

prolongada de depresioacuten uniforme de la contractilidad basal y estimulada151

En estudios experimentales las citoquinas estimulan el remodelado del

ventriacuteculo izquierdo 152 y la reversioacuten aguda de la disfuncioacuten contraacutectil 153 154 El

fracaso multiorgaacutenico tras cirugiacuteas mayores incluida la cirugiacutea cardiacuteaca se

atribuye a las citoquinas proinflamatorias TNF-α IL-1 IL-6 e IL-8 155 156

13 Introduccioacuten13

13 13 13

64

Pacientes portadores de AMC

El contacto de la sangre con las superficies artificiales de las AMC estaacute

asociado a alteraciones del sistema inmunoloacutegico y de la coagulacioacuten 157 158

Los pacientes portadores de estos dispositivos presentan alteraciones de

mediadores de respuesta inflamatoria y de estreacutes oxidativo 126 155 159 160 TNF

C3a C5a IL-6 IL-10 PCR y por ello riesgo de dantildeo orgaacutenico (dantildeo

neuroloacutegico pulmonar renal hepaacutetico etc) Sin embargo los niveles seacutericos

de estas citoquinas pro-inflamatorias no tienen un papel bien definido Lo que siacute

estaacute establecido es que la optimizacioacuten perioperatoria de los pacientes a los

que se les va a implantar estos dispositivos es fundamental para disminuir la

morbi-mortalidad Un aumento en las citoquinas seacutericas induce interacciones

entre los neutroacutefilos y el endotelio hipercoagulopatiacutea intravascular y conlleva

un fracaso microcirculatorio 161 Para una exitosa implantacioacuten de una AMC

eacutesta debe hacerse antes de que se produzca una hiper-citoquinemia en el

paciente con fracaso cardiacuteaco es decir es fundamental realizar una seleccioacuten

adecuada de los pacientes y definir el momento adecuado de la implantacioacuten

160 162

El uso de la AMC estaacute asociado a un mejor pronoacutestico cuando se

producen cambios favorables en los niveles seacutericos de estos mediadores 156

163 siendo los niveles seacutericos de IL-6 e IL-8 predictores de pronoacutestico en los

pacientes con AMC que se encuentran en espera de trasplante cardiaco 164 La

implantacioacuten de la AMC da como resultado a corto plazo un descenso en los

niveles del TNF-α y de la IL-6 sin embargo no se producen cambios en el

CD14 ni en el receptor de TNF sugiriendo que el proceso fisiopatoloacutegico

13 Introduccioacuten13

13 13 13

65

resultante en la respuesta inflamatoria no es alterado por la implantacioacuten de

una AMC 165

El TNF-α juega un papel importante en la inflamacioacuten celular pulmonar

mediada por los macroacutefagos Su produccioacuten inicia una cascada de respuestas

involucrando la expresioacuten de moleacuteculas de adhesioacuten y citoquinas expresadas

tanto en ceacutelulas inmunoloacutegicas como no-inmunoloacutegicas (ej ceacutelulas epiteliales

fibroblastos) dando como resultado la infiltracioacuten del tejido pulmonar dantildeado o

infectado por ceacutelulas inflamatorias 166 El TNF-α es un potente inotroacutepico

negativo El miocardio normal no expresa el TNF-α pero siacute expresa los dos

receptores de eacuteste Sin embargo en el corazoacuten disfuncionante hay un

aumento en la expresioacuten de TNF-α 167 Tambieacuten parece estimular junto con la

IL-1β la produccioacuten de oacutexido niacutetrico (NO) a traveacutes del estiacutemulo de la oacutexido-

niacutetrico sintetasa (iNOS) independiente del calcio 168 169 Concentraciones

ldquofisioloacutegicasrdquo bajas de NO pueden proteger a los miocitos frente al estreacutes

mecaacutenico y a la noradrenalina mientras que concentraciones ldquofisioloacutegicasrdquo maacutes

altas parecen causar un descenso en el nuacutemero de miocitos y deprimen asiacute la

contractilidad miocaacuterdica 169 La NO de origen cardiacuteaco inhibe la respuesta

inotroacutepico positiva a la estimulacioacuten beta-adreneacutergica en humanos con

disfuncioacuten del ventriacuteculo izquierdo El TNF-α induce apoptosis en los miocitos y

ceacutelulas endoteliales contribuyendo al fracaso cardiacuteaco 154

La IL-6 es una citoquina con un amplio espectro de efecto inmunoloacutegico

tanto humoral como celular 142 Se produce en respuesta a una infeccioacuten a la

IL-1 al interferoacuten gamma y al TNF-α y tiene una vida media plasmaacutetica menor

de 6 horas 170 La IL-1 es un mediador involucrado en la reaccioacuten inflamatoria

13 Introduccioacuten13

13 13 13

66

post-infarto que media en el remodelado del corazoacuten dilatado a traveacutes de la

activacioacuten de acciones especiacuteficas de leucocitos y fibroblastos 171

Peacuteptido natriureacutetico cerebral

Los peacuteptidos natriureacuteticos comprenden una familia de hormonas

vasoactivas que juegan un papel importante en la regulacioacuten de la homeostasis

cardiovascular y renal 172 Una forma de evaluar la respuesta neurohumoral se

basa en la determinacioacuten de los niveles de peacuteptido natriureacutetico cerebral

(PNC oacute BNP= brain natriuretic peptide) Aunque la determinacioacuten del peacuteptido

natriureacutetico auricular parece un mejor predictor de la disfuncioacuten del ventriacuteculo

izquierdo el PNC plasmaacutetico parece que complementa a los factores

pronoacutesticos tras un infarto agudo de miocardio al ser independiente de la

supervivencia a largo plazo 173 Los niveles de PNC reflejan una

descompensacioacuten en el estado hemodinaacutemico ya que su liberacioacuten al torrente

sanguiacuteneo es proporcional a la distensioacuten ventricular causada por una

sobrecarga volumeacutetrica 159 174 La implantacioacuten de una asistencia ventricular

conlleva la descarga de los ventriacuteculos nativos revirtiendo la situacioacuten de

desequilibrio de la volemia entre los ventriacuteculos lo que podriacutea normalizar el

estado neurohumoral La determinacioacuten de los niveles seacutericos de PNC podriacutea

ser un marcador para decidir el momento ideal de la implantacioacuten de la AMC

pero tambieacuten para hacer un seguimiento de la eficacia terapeacuteutica y de la

recuperacioacuten cliacutenica 175

13 Introduccioacuten13

13 13 13

67

Sistema del complemento

El sistema del complemento es un mecanismo de defensa proteoliacutetico

humoral basado en una cascada que comprende alrededor de 35 diferentes

proteiacutenas solubles y unidas a la membrana 176 El sistema del complemento

forma parte del sistema inmune innato y actuacutea a traveacutes de una controlada y

limitada proteoacutelisis de proteiacutenas mediante la activacioacuten de tres viacuteas la ldquoviacutea

claacutesicardquo la ldquoviacutea alternativardquo y la ldquoviacutea de la lectinardquo Las tres viacuteas convergen en la

formacioacuten de complemento C3 y C5 y en la viacutea final que activa la formacioacuten del

complejo de ataque de membrana 176 A nivel cardiaco el C3 activado (C3a)

causa taquicardia alteraciones en la conduccioacuten auriculo-ventricular fallo de la

contractilidad del ventriacuteculo izquierdo vasoconstriccioacuten coronaria y liberacioacuten

de histamina tras inyecciones en ceacutelulas cardiacas aisladas de cerdo 177

Niveles elevados de C3c (un producto de conversioacuten estable de C3) se han

relacionado con menor nivel de remodelado adverso y mejor supervivencia en

pacientes con fracaso cardiaco sistoacutelico estable 178

Proteiacutenas de choque teacutermico

Las citoquinas aumentan los niveles seacutericos de proteiacutenas protectoras en

el corazoacuten incluyendo las proteiacutenas de choque teacutermico (Hsp del ingleacutes Heat

Shock Proteins) 179 180 Descubiertas en 1962 en la mosca Drosophila en

respuesta a aumentos de temperatura Estas proteiacutenas se encuentran en

praacutecticamente todos los tejidos animales 181 Se ha visto que su expresioacuten estaacute

regulada por situaciones de estreacutes incluyendo aumentos de temperatura e

13 Introduccioacuten13

13 13 13

68

isquemia 182 En modelos animales la sobre-expresioacuten de Hsp70 (proteiacutena de

choque teacutermico de 70000 daltons) 183 ejerce un efecto protector sobre las

ceacutelulas cardiacuteacas frente a las lesiones de isquemia 184 185 Los niveles seacutericos

de Hsp70 aumentan de forma gradual a medida que avanza el fallo cardiacuteaco

pudiendo tener implicaciones en detecciones precoces del estadio B de la

ACCAHA (anomaliacuteas estructurales sin cliacutenica) y permitiendo asiacute monitorizar a

los pacientes de alto riego 186

Marcadores de estreacutes oxidativo

El sistema redox es esencial para el mantenimiento de la homeostasis

celular ya que mantiene un balance de oacutexido-reduccioacuten preservando el

equilibrio entre la produccioacuten de pro-oxidantes generados como resultado del

metabolismo celular y los sistemas de defensa anti-oxidantes La peacuterdida en

este balance lleva a un estado de estreacutes oxidativo 187 que no es maacutes que un

desequilibrio entre la produccioacuten de especies reactivas del oxiacutegeno y la

capacidad del sistema bioloacutegico de detoxificar raacutepidamente los reactivos

intermedios o reparar el dantildeo resultante Este dantildeo consiste en la formacioacuten de

radicales libres de oxiacutegeno (RLO) como son el anioacuten superoacutexido (O2-) el

peroacutexido de hidroacutegeno (H2O2) y el radical hidroxilo (OH-)durante el periodo de

reperfusioacuten 188

Los radicales libres son moleacuteculas que contienen un electroacuten no

apareado que los hace sumamente reactivos y capaces de dantildear a otras

moleacuteculas transformaacutendolas a su vez en moleacuteculas muy reactivas una reaccioacuten

13 Introduccioacuten13

13 13 13

69

en cadena que causa dantildeo oxidativo Las especies reactivas se forman como

productos del metabolismo de los radicales libres y aunque no todas son

radicales libres son moleacuteculas oxidantes que se transforman faacutecilmente en

radicales libres lo que les confiere la caracteriacutestica de ser compuestos muy

dantildeinos para las ceacutelulas Estas especies reactivas dantildean tanto al ADN como a

las proteiacutenas transportadoras 189

Las especies reactivas del oxiacutegeno (ROS) y las especies reactivas de

nitroacutegeno (RNS) juegan un importante papel en la regulacioacuten de la

supervivencia celular En general niveles moderados de ROSRNS pueden

funcionar como sentildeales promotoras de proliferacioacuten celular sin embargo

grandes aumentos de ROSRNS pueden conducir a la muerte celular Bajo

condiciones fisioloacutegicas el equilibrio entre la formacioacuten y la eliminacioacuten de

ROSRNS mantiene la funcioacuten apropiada de las proteiacutenas sensibles al redox

asegurando la homeostasis redox en la que las ceacutelulas responden de manera

adecuada a los estiacutemulos endoacutegenos y exoacutegenos Alteraciones de la

homeostasis redox conducen al estreacutes oxidativo 190 Los ROS incluyen iones de

oxiacutegeno radicales libres y peroacutexidos 191 Los RNS con mayor significacioacuten

fisioloacutegica el oacutexido niacutetrico (NO) y el peroxinitrito (ONOO-)

El NO es un radical libre descubierto como mediador intracelular en

1980 cuando se estudiaban los mecanismos de accioacuten de los nitratos como

faacutermacos vasodilatadores 192 Es un radical pequentildeo y gaseoso con una alta

afinidad para la interaccioacuten con hemoproteiacutenas ferrosas como la guanilato

ciclasa soluble y la hemoglobina 193 El NO se produce por la oxidacioacuten de L-

arginina en L-citrulina proceso catalizado por las oacutexido niacutetrico sintasas (NOS)

13 Introduccioacuten13

13 13 13

70

que utilizan nicotinamida adenina dinucleoacutetido fosfato (NADPH) y oxiacutegeno

como sustratos 194

La enzima NOS presenta tres isoformas la NOS neuronal (nNOS tipo I)

la NOS inducible (iNOS tipo II) y la NOS endotelial (eNOS tipo III) Muchos

tejidos expresan una o dos de estas tres isoformas Las nNOS y eNOS son

expresadas en respuesta a incrementos de la concentracioacuten del calcio

intracelular 187 La isoforma iNOS o tipo II se expresa de forma inducible en

macroacutefagos en respuesta a mediadores inflamatorios (citoquinas

lipopolisacaacuteridos etc) y su actividad es independiente del calcio 195

El NO media numerosos procesos fisioloacutegicos relajacioacuten del musculo

liso vascular y no vascular neurotransmisioacuten perifeacuterica y central activacioacuten

plaquetaria y fototransduccioacuten 196 A nivel vascular el NO actuacutea como un

potente modulador local del tono vascular y de la hemostasis El NO producido

por el endotelio de los vasos actuacutea sobre las ceacutelulas musculares lisas

vasculares o sobre las del mismo endotelio produciendo un efecto final de

relajacioacuten celular que se traduce en vasorelajacioacuten y alteracioacuten de la

permeabilidad del endotelio vascular

Hay poca evidencia de que la produccioacuten endoacutegena de NO en el corazoacuten

sano juegue un papel importante en la modulacioacuten directa de la funcioacuten

cardiacuteaca sistoacutelica En estados patoloacutegicos (cardiopatiacutea dilatada sepsis rechazo

de injerto) se piensa que el aumento en las concentraciones de NO a nivel

miocaacuterdico puede ser debido a la induccioacuten de iNOS dentro de los miocitos asiacute

como a la infiltracioacuten de ceacutelulas inflamatorias pero la situacioacuten en el corazoacuten

del ser humano sigue estando poco clara 197

13 Introduccioacuten13

13 13 13

71

13 JUSTIFICACIOacuteN

Tras el anaacutelisis previo realizado encontramos

bull Que los dispositivos de AMC son una opcioacuten terapeacuteutica en los

pacientes que se encuentran en lista de espera de trasplante cardiaco

Estos dispositivos son la solucioacuten a la escasez de donantes

bull Que los dispositivos de AMC tienen como misioacuten mantener la perfusioacuten

de los oacuterganos sin embargo se asocian a complicaciones que pueden

llevar al fracaso multiorgaacutenico

bull Que es fundamental la optimizacioacuten perioperatoria (tipo de dispositivo de

AMC monitorizacioacuten y faacutermacos) en la implantacioacuten del dispositivo de

AMC Nuestro grupo de investigacioacuten ha desarrollado una liacutenea de

investigacioacuten en el afaacuten de contribuir a dicha optimizacioacuten en la que se

ha estudiado cuaacutel es el dispositivo de AMC maacutes adecuado en lo que se

refiere al flujo de los oacuterganos 198

bull Que los faacutermacos anesteacutesicos volaacutetiles (sevoflurano) tienen un efecto

beneficioso sobre el flujo de los oacuterganos frente a los anesteacutesicos

intravenosos (propofol) en cirugiacutea cardiovascular

bull Que no existen o al menos no hemos sido capaces de encontrar

trabajos en la literatura que comparen ambos anesteacutesicos (sevoflurano y

propofol) en los dispositivos de AMC

13 Introduccioacuten13

13 13 13

72

En este trabajo trataremos de dilucidar la importancia de la

optimizacioacuten de los faacutermacos anesteacutesicos (propofol versus sevoflurano) en los

dispositivos de AMC y proponer el protocolo maacutes oacuteptimo en cuanto al flujo de

los oacuterganos

73

2- HIPOacuteTESIS Y OBJETIVOS

13 Hipoacutetesis13 y13 Objetivos13

13 13 13

74

La anestesia inhalatoria con agentes halogenados (sevoflurano) ha

demostrado una superioridad frente a la anestesia intravenosa (propofol) en lo

que se refiere al flujo de los oacuterganos en cirugiacutea cardiovascular Sin embargo en

los pacientes con AMC auacuten no hay evidencia de cuaacutel de las dos es superior en

lo que se refiere al flujo de los oacuterganos la respuesta inflamatoria y el estreacutes

oxidativo en los pacientes portadores de estos dispositivos

21- HIPOacuteTESIS

Como hipoacutetesis de trabajo sugerimos que el sevoflurano produce un

efecto protector sobre el flujo de los oacuterganos frente al propofol en los

dispositivos de AMC (H1) asumiendo como hipoacutetesis nula (H0) el hecho de que

el sevoflurano no produce este efecto

22- OBJETIVOS

1 Objetivo principal estudiar el efecto del sevoflurano y propofol en el

flujo de los oacuterganos en un dispositivo de AMC de flujo continuo

13 Hipoacutetesis13 y13 Objetivos13

13 13 13

75

2 Objetivos secundarios

21 Estudiar el efecto del sevoflurano y propofol en las variables

hemodinaacutemicas de gasometriacutea arterial y hematoloacutegicas en un dispositivo

de AMC de flujo continuo

22 Estudiar el efecto del sevoflurano y propofol en los

marcadores plasmaacuteticos de dantildeo tisular en un dispositivo de AMC de

flujo continuo

23 Estudiar el efecto del sevoflurano y propofol en los

marcadores plasmaacuteticos de respuesta inflamatoria y de estreacutes oxidativo

en un dispositivo de AMC de flujo continuo

23- PLANTEAMIENTO

En este trabajo para el cumplimiento de los objetivos se ha planteado el

siguiente disentildeo

- Se ha seleccionado como animal de experimentacioacuten al cerdo minipig

macho

- Estudio experimental comparativo randomizado de dos grupos

(sevoflurano versus propofol) seguacuten el hipnoacutetico utilizado en el

mantenimiento anesteacutesico en la AMC

PROPOFOL (Grupo PROP n=5)

SEVOFLURANO (Grupo SEVO n=5)

13 Hipoacutetesis13 y13 Objetivos13

13 13 13

76

- Meacutetodo utilizado

1 Medicioacuten del flujo de los oacuterganos mediante la teacutecnica de microesferas

de colores 199 200

2 Estudio de las variables hemodinaacutemicas mediante el cateacuteter de

arteria pulmonar

3 Estudio de las variables de gasometriacutea arterial y hematoloacutegicas y

medicioacuten de los marcadores de dantildeo tisular de respuesta

inflamatoria y de estreacutes oxidativo mediante la extraccioacuten de muestras

de sangre arterial

- Variables del estudio

1 Variable principal microesferas de colores

2 Variables secundarias paraacutemetros hemodinaacutemicos y de gasometriacutea

arterial marcadores de dantildeo tisular respuesta inflamatoria y estreacutes

oxidativo

- Las variables anteriormente descritas se estudiaron en tres momentos

- Antes del clampaje aoacutertico (Basal)

- Antes de iniciar la asistencia ventricular (AAs)

- Transcurridos 30 minutos de la asistencia parcial (AP 30rsquo)

77

3- MATERIAL Y MEacuteTODO

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

78

31 Material

311- Animal de experimentacioacuten

El animal utilizado en este estudio fue el cerdo minipig macho Estos

animales pertenecen a una liacutenea desarrollada por Sachs en el Instituto

Nacional de la Salud en Bethesda (Maryland Estados Unidos) 201 como modelo

animal para la investigacioacuten en el trasplante de oacuterganos mediante la seleccioacuten

de tres genotipos homocigotos independientes en relacioacuten con el complejo

mayor de histocompatibilidad

Los animales proceden de la granja que el Instituto Tecnoloacutegico de

Desarrollo Agrario (ITDA) de la Consejeriacutea de Medio Ambiente de la

Comunidad de Madrid posee en el Complejo Agropecuario de Aranjuez El

ITDA es un establecimiento autorizado inscrito con el nuacutemero EX 013-C en el

Registro Oficial de Establecimientos de criacutea suministradores y usuarios de

animales para la experimentacioacuten y otros fines cientiacuteficos de la Comunidad de

Madrid seguacuten la Orden de 4 de agosto de 1989 (BOCM de 24 de agosto) En

este centro los cerdos se encuentran en instalaciones construidas

especiacuteficamente para ganado porcino similares a las de una granja

convencional que garantizan su bienestar El traslado del cerdo desde la

granja hasta las instalaciones de la Unidad de Medicina y Cirugiacutea Experimental

del Hospital General Universitario Gregorio Marantildeoacuten se realiza 24 horas antes

del procedimiento quiruacutergico en una jaula individualizada en la que permanece

hasta el momento de la intervencioacuten El animalario dispone de un ambiente

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

79

controlado con temperatura de 20-22degC y humedad relativa del 55

Toda manipulacioacuten de los animales se llevoacute a cabo seguacuten las normas

recogidas en la Directiva 201063UE y RD 532013 sobre proteccioacuten de los

animales utilizados para experimentacioacuten y otros fines cientiacuteficos Fue

concedida la aprobacioacuten del Comiteacute de Eacutetica de Experimentacioacuten animal y del

Comiteacute de Investigacioacuten del Hospital General Universitario Gregorio Marantildeoacuten

312- Quiroacutefano e instalaciones

El estudio se realizoacute en la Unidad de Medicina y Cirugiacutea Experimental

del Hospital General Universitario Gregorio Marantildeoacuten de Madrid con nuacutemero de

registro ES280790000087

Las experiencias fueron realizadas en el quiroacutefano (fig 6) Eacuteste incluye

dos mesas quiruacutergicas que permiten buena movilidad en todos los planos del

espacio cuatro laacutemparas quiruacutergicas de alta intensidad y equipo de

instrumental quiruacutergico estaacutendar asiacute como material de microcirugiacutea material

especiacutefico de cirugiacutea cardiaca y material anesteacutesico

El procesamiento de las muestras se realizoacute en el laboratorio de biologiacutea

molecular de la Unidad de Medicina y Cirugiacutea Experimental

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

80

Figura 6 Vista panoraacutemica del quiroacutefano de la Unidad de Cirugiacutea Experimental

del Hospital General Universitario Gregorio Marantildeoacuten (HGUGM)

313- Material anesteacutesico

3131- Faacutermacos anesteacutesicos

Los faacutermacos anesteacutesicos empleados en el estudio fueron

- Ketamina (Ketolarreg 50mgmL Parke-Davis Madrid Espantildea)

- Sulfato de Atropina (Atropinareg1mgmL Braun Medical Tarragona

Espantildea)

- Propofol (Diprivanreg 1 Astra Zeneca Madrid Espantildea)

- Sevoflurano (Sevoranereg Abbot Laboratories SA Espantildea)

- Fentanilo (Fentanestreg015 mg3 mL Kern Pharma Barcelona Espantildea)

- Besilato de atracurio (Tracriumreg25 mg25 mL GlaxoSmithKline Espantildea)

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

81

3132- Material fungible

- Abbocath nordm20G para canalizacioacuten de vena perifeacuterica en oreja izquierda

- Tubo endotraqueal Para la intubacioacuten orotraqueal se utilizoacute un tubo

estaacutendar del nordm 55 o del 6 dependiendo del peso del espeacutecimen

modelo Murphy con baloacuten

- Cateacuteteres vasculares colocados mediante la teacutecnica de Seldinger para

canalizar la arteria y vena femorales (9 y 75 F respectivamente)

- Cateacuteter de Swan-Ganz (S-G) o cateacuteter de arteria pulmonar (75 F Swan-

Ganz CCOmbo catheter Edwards Lifesciences Irvine California

Estados Unidos)

3133- Sistemas de monitorizacioacuten hemodinaacutemica y ventilatoria

Monitorizacioacuten Hemodinaacutemica

- Monitor con electrocardiograma continuo y presioacuten arterial invasiva

(Siemens SC 9000 Siemens Medical Systems MA Estados Unidos)

- Monitor de gasto cardiaco continuo y oximetriacutea (Vigilance Edwards Critical-

Care Division Irvine California Estados Unidos)

- Desfibrilador con palas externas e internas (HVE Miami Estados Unidos)

Monitorizacioacuten Ventilatoria

- Respirador Draumlger SA 1 (Draumlger Medical AG Luumlbeck Alemania) (fig 7)

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

82

- Capnoacutegrafo Ohmeda 5250 RGM con pulsioximetriacutea (General Electric

Health Care Estados Unidos) (fig 8)

- Analizador de gases en sangre (GEMregPremiere 3000 Virginia Estados

Unidos) (fig 9)

Figura 7 Respirador

Draumlger SA 1

Figura 8Capnoacutegrafo

Ohmeda

Figura 9Analizador de

gases en sangre

GEMregPremiere

314- Dispositivo de asistencia mecaacutenica circulatoria

El dispositivo de asistencia mecaacutenica circulatoria empleado en el estudio

fue la bomba Biomeacutedicus 540 (Medtronicreg Minneapolis Estados Unidos)

La bomba Biomeacutedicus es un dispositivo de flujo continuo de localizacioacuten

extracorpoacuterea siendo posible la asistencia univentricular o biventricular La

bomba Biomeacutedicus estaacute compuesta de una estructura acriacutelica riacutegida no moacutevil

con una entrada y salida dispuestas entre ellas en aacutengulo recto El mecanismo

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

83

moacutevil o impulsor estaacute compuesto de varios conos paralelos que son impulsados

magneacuteticamente mediante un motor externo dispuesto en la consola de control

Dicho motor impulsa el disco metaacutelico localizado en la base del dispositivo

mediante fuerzas magneacuteticas por lo que no existe una continuidad entre el

motor y el disco metaacutelico de la bomba (fig 10)

Figura 10Fotografiacutea y esquema de la bomba Biomeacutedicus Entrada del flujo (A)

Salida del flujo (B) Conos (rotor) (C) Disco metaacutelico impulsor (D)

Tras el purgado de la bomba y la conexioacuten con las caacutenulas de entrada y

salida eacutesta es acoplada al motor de la consola (fig 11)

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

84

(A) (B)

Figura 11 Motor de la consola una vez implantada la bomba Biomeacutedicus

Caacutenula entrada del flujo sanguiacuteneo desde el ventriacuteculo (izquierda) (A) Caacutenula

de salida del flujo sanguiacuteneo hacia la aorta (derecha) (B)

Consola de control

La consola empleada en el estudio fue la Consola Biomeacutedicus

(Medtronic Biomedicusreg Inc Eden Prairie Minn) de la bomba centrifuga

Biomeacutedicus (fig 12) Esta consola incluye el motor donde se adapta la bomba

centrifuga en su parte frontal El panel de mandos presenta una gran

simplicidad ya que este tipo de bomba modifica el flujo dependiendo de las

revoluciones del motor Tambieacuten dispone de un sistema de alarmas para evitar

una elevada presioacuten negativa en el circuito asiacute como un sistema de parada si

se detecta aire en interior del circuito lo cual conllevariacutea un elevado riesgo de

embolismos aeacutereos

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

85

Figura 12 Consola Biomeacutedicus dos consolas independientes entre siacute

controlan los flujos y las revoluciones por minuto de la bomba

Caacutenulas

La caacutenula arterial empleada en el estudio fabricada por nuestro grupo

de investigacioacuten estaacute compuesta por una proacutetesis de PTFE (Goretexreg) de 10

mm de diaacutemetro unida a un conector de policarbonato Jostra 38-12 (MAQUET

GmbH ampCo KG) Para el drenaje del ventriacuteculo izquierdo se utilizoacute una caacutenula

Medtronic ultraflex de 23 F (Medtronic Inc Minneapolis Estados Unidos) Esta

caacutenula estaacute disentildeada originalmente para el drenaje venoso de la auriacutecula

derecha durante la circulacioacuten extracorpoacuterea Estaacute perforada en una sola etapa

con pared fina anillada resistente al acodamiento La punta es multiperforada

y ofrece un buen perfil de succioacuten si se posiciona adecuadamente (para ello se

realizoacute una marca para calcular la profundidad de colocacioacuten de la misma)

Para su conexioacuten a la asistencia se utilizoacute un conector de policarbonato Jostra

38-12 (Maquet GmbH amp Co KG)

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

86

Sistema de registro

- Transductores de presioacuten (Edwards Lifesciences Irving California

Estados Unidos) para monitorizar la presioacuten en la caacutenula de entrada y en

la de salida del dispositivo

- Medidores ultrasoacutenicos del flujo sanguiacuteneo desarrollados en el

Laboratorio de Circulacioacuten Artificial de la Unidad de Cirugiacutea Experimental

del Hospital General universitario Gregorio Marantildeoacuten Basados en placas

electroacutenicas DIGIFLOW EXT1 (EMTECreg Alemania) que se montan en

soportes metaacutelicos y se les antildeaden interfases con la electroacutenica

apropiada para visualizar la medida de flujo Las placas estaacuten provistas

de una salida analoacutegica que es la que utiliza el sistema de registro para

monitorizar el flujo instantaacuteneo Colocamos un sensor de flujo en la

caacutenula de salida del dispositivo de modo que pudimos monitorizar y

registrar de forma continua el flujo de la AMC

- Ordenador portaacutetil convencional (Para el control del dispositivo de

asistencia) conectado a un registrador que integra las sentildeales de

entrada y las incorpora al software (presiones flujos) El software de

registro y control de la asistencia fue disentildeado en el Laboratorio de

Circulacioacuten Artificial de la Unidad de Cirugiacutea Experimental del HGUGM

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

87

315- Marcadores del flujo de los oacuterganos

En nuestro estudio se utilizaron microesferas coloreadas para determinar

la distribucioacuten del flujo de los oacuterganos (Dye-Trak Triton Technology Inc San

Diego California Estados Unidos) Las microesferas tienen un diaacutemetro de 12

micras inyectaacutendose 15 millones de microesferas en cada momento del

estudio

3151-REACTIVOS

- Alcohol Etiacutelico (ETOH) (Sigma-Aldrich 27074-1)

- Tween 80 (Sigma-Aldrich 27436-4)

- Triton X-100 (Sigma-Aldrich 27074-1)

- Hidroacutexido Potaacutesico pellets (FW 5611) (Sigma-Aldrich 22147-3)

- Aacutecido Clorhiacutedrico 37 (Sigma-Aldrich 25814-8)

- Azida soacutedica (FW 6501) (Sigma-Aldrich 19993-1)

- Dimetil Formamida (DMF) (Sigma-Aldrich 15481-4)

- Etanol Acidificado (1l Etanol + 2 ml Aacutecido Clorhiacutedrico)

3152- SOLUCIONES

1 Solucioacuten para la digestioacuten alcalina (1M SDA)

1- Poner 2000 ml de agua destilada en un vaso de precipitado de 2 L

2- Colocarlo sobre un agitador magneacutetico con calefactor (a unos 50ordmC)

3- Poner en el vaso un imaacuten de agitacioacuten y comenzar a agitar a alta

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

88

velocidad

4- Antildeadir 11222 gramos de pellets de hidroacutexido potaacutesico al agua y agitar

hasta que la solucioacuten esteacute clara

5- Desconectar el calefactor y continuar agitando hasta que se alcance

la temperatura ambiente

6- Guardar la solucioacuten en botellas de plaacutestico

2 Solucioacuten acidificada de etanol

1- En un vaso de precipitado poner 1 litro de Etanol

2- Antildeadir 2 mL de Aacutecido Clorhiacutedrico (HCL al 37) y agitar

3- Guardar en botella de plaacutestico

4- Solucioacuten de HCL al 37 en Etanol al 02 volumenvolumen

3 Solucioacuten Tritonreg X-100 al 10

1- Poner 1800 mL de agua destilada en un vaso de precipitado de 2 L

2- Colocarlo en un agitador magneacutetico con calefactor ajustado a unos

50ordmC

3- Colocar un imaacuten agitador y agitar a alta velocidad

4- Antildeadir 020 gramos de Azida Soacutedica al agua destilada

5- Antildeadir 200 mL de Tritonreg X-100 y agitar hasta que la solucioacuten esteacute

clara

6- Desconectar el calefactor y dejar enfriar agitando hasta que la

solucioacuten alcance la temperatura ambiente

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

89

7- Guardar en botella de plaacutestico

4 Solucioacuten Tweenreg 80 al 10

En un tubo de polipropileno de 15 ml antildeadir 45 ml de agua destilada y

05 ml de Tweenreg 80 Poner en un agitador rotatorio durante 15 minutos

5 Solucioacuten Tweenreg 80 al 005 Solucioacuten Salina (solucioacuten transportadora de

microesferas STM)

Mezcla de 995 mL de suero salino con 05 mL de la Solucioacuten Tweenreg

80 al 10 Esta solucioacuten se utiliza para disolver las microesferas antes de

inyectarlas

3153- MATERIAL

- 50 mL de STM

- 4 tubos de polipropileno de 15 mL

- Jeringas de 2 5 y 10 mL (BD Plastipakreg Becton Dickinson SA

Madrid Espantildea)

- Agujas intravenosas 21 G de 082 mm x 254 mm (Monojet Magellanreg

Tyco Healthcare Group LP Estados Unidos)

- Espectrofotoacutemetro (Jenwayreg 6305 Reino Unido)

- Centriacutefuga refrigerada (Heraeusreg Espantildea)

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

90

3154- PREPARACIOacuteN DE LOS TUBOS DE MICROESFERAS (ME)

1 Marcar los tubos con los colores de las ME que van a llevar

2 Antildeadir a cada tubo 5 mL de STM

3 Antildeadir 15 mL de microesferas amarillas al tubo de amarillas

4 Antildeadir 15 mL de microesferas naranjas al tubo de naranjas

5 Antildeadir 15 mL de microesferas violetas al tubo de violetas

6 Enrasar todos los tubos a 10 mL con STM

7 Tapar los tubos y agitar

8 Dejar en nevera hasta su utilizacioacuten

316- Marcadores de respuesta inflamatoria

1 Cuantificacioacuten de HSPA1A (Hsp72Hsp70) 180

- Kit de ELISA EKS-715 (Assay-Designs-Stressgen Ann Arbor Michigan

USA)

2 Factor Necrosis Tumoral-alfa (TNF-α)

- Teacutecnica de ELISA comercial final (Quantikinereg Porcine TNF-α RampD

Systems Abingdon UK)

3 Complemento 3 (C3)

- Teacutecnica de ELISA saacutendwich comercial utilizando el Porcine Complement

3 (C3) ELISA Kit (Cat Nordm CSB-E06920p Cusabio Wuhan Hubei

Province 430223 PR China)

317- Marcador de estreacutes oxidativo Oxido Niacutetrico (NO)

- Kit Nitric Oxide ColorimetriC Assay Kit (Oxford Biomedical Research

Oxford MI 48371 USA)

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

91

32 Meacutetodo

321- Tipo de estudio

Estudio experimental comparativo randomizado (Microsoft Excel 2003)

de dos grupos seguacuten el hipnoacutetico utilizado en el mantenimiento anesteacutesico de la

experiencia

- PROPOFOL (Grupo PROP n=5)

- SEVOFLURANO (Grupo SEVO n=5)

322- Meacutetodo anesteacutesico

Inicialmente se premedicoacute al animal con ketamina (20 mgKg)

intramuscular (im) y atropina (004 mgKg) im Posteriormente se procedioacute a la

realizacioacuten de la anestesia general aplicando el siguiente protocolo

1- Monitorizacioacuten electrocardiograacutefica continua para la obtencioacuten de la

variable - FC frecuencia cardiaca

2- Colocacioacuten del pulsioxiacutemetro en la oreja del animal para la obtencioacuten

de la saturacioacuten arterial de oxiacutegeno

3- Canalizacioacuten de la vena marginal de la oreja

4- Induccioacuten anesteacutesica con propofol 4mgKg intravenoso (iv) y fentanilo

25 microgKg iv

5- Intubacioacuten orotraqueal y conexioacuten al respirador en modo ventilacioacuten

mecaacutenica controlada por volumen con fraccioacuten inspirada de oxiacutegeno

de 1 y volumen corriente de 6-12 mLKg para mantener normocapnia

6- Mantenimiento anesteacutesico con propofol 11-12 mgkgh (grupo

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

92

PROPOFOL) o con sevoflurano entorno 1 CAM (2) (grupo

SEVOFLURANO) junto con fentanilo 25 microgKg30 min y besilato de

atracurio 03 mgKg30 min

7- Canalizacioacuten de la arteria femoral derecha mediante teacutecnica de

Seldinger para el estudio de la variable

- PAm presioacuten arterial media sisteacutemica

8- Canalizacioacuten de la yugular interna derecha mediante teacutecnica de

Seldinger y colocacioacuten del cateacuteter de arteria pulmonar para la

obtencioacuten de las variables hemodinaacutemicas

- PAPm presioacuten arterial pulmonar media

- PVC presioacuten venosa central

- PCP presioacuten capilar pulmonar

- GC gasto cardiaco continuo

- Ic iacutendice cardiaco

- SvO2 saturacioacuten venosa mixta

- RVS resistencia vascular sisteacutemica

- IRVS iacutendice de resistencia vascular sisteacutemica

- RVP resistencia vascular pulmonar

- IRVP iacutendice de resistencia vascular pulmonar

- VS volumen sistoacutelico

- IVS iacutendice volumen sistoacutelico

- ITSVI iacutendice de trabajo del ventriacuteculo izquierdo

- ITSVD iacutendice de trabajo del ventriacuteculo derecho

- Ta temperatura

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

93

9Mediante gasometriacuteas arteriales hemos obtenido los paraacutemetros

- PaO2 presioacuten arterial de oxiacutegeno

- PaCO2 presioacuten arterial de dioacutexido de carbono

- HCO3- bicarbonato

- pH

10Hemograma para el estudio de los paraacutemetros hematoloacutegicos

- Hb hemoglobina

- Hcto hematocrito

- Plaquetas

- Hematiacutees

El estudio de las variables hemodinaacutemicas de gasometriacutea arterial y

hematoloacutegicas se realizaron en 3 momentos del estudio

- Antes del clampaje aoacutertico (Basal)

- Antes de iniciar la asistencia ventricular (AAs)

- Transcurridos 30 minutos de la asistencia parcial (AP 30rsquo)

323 Meacutetodo quiruacutergico

En todas las experiencias se aplicoacute el siguiente protocolo quiruacutergico

1 Realizacioacuten de esternotomiacutea media (con sierra portaacutetil Stryker) con

diseccioacuten por planos hasta el esternoacuten realizaacutendose hemostasia del muacutesculo y

del plano celular subcutaacuteneo con electrocauterio (Valleylab)

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

94

2 Una vez expuesto el mediastino anterior se colocoacute un separador (de

Finocchieto) y se realizoacute reseccioacuten del timo En este punto de la intervencioacuten

las dos venas mamarias internas se disecaron y ligaron para evitar

laceraciones accidentales y peacuterdida de sangre permitiendo una mayor

separacioacuten de las tablas esternales sin riesgo de lesioacuten de la vena innominada

Posteriormente se realizoacute la apertura del pericardio en T invertida colocando

puntos firmes de traccioacuten consiguiendo una adecuada exposicioacuten del corazoacuten

3 Colocacioacuten de un Abbocath 14G en la orejuela izquierda para

administrar la solucioacuten de las microesferas de colores viacutea idoacutenea para una

adecuada homogenizacioacuten y distribucioacuten posterior por los tejidos 202

4 Separacioacuten de la arteria pulmonar y aorta para realizar posteriormente

un clampaje lateral de la aorta (fig 13)

Figura 13 Separacioacuten aorta y arteria pulmonar

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

95

5 Administracioacuten de heparina soacutedica iv al animal (4 mgKg)

6 Cinco minutos despueacutes de la administracioacuten de la heparina se realizoacute

el clampaje lateral de la aorta toraacutecica ascendente (clampaje parcial clamp de

Derra) (fig 14A) Posteriormente se realizoacute una aortotomiacutea longitudinal de 15

cm y la anastomosis de la caacutenula eferente a la aorta (mediante sutura de

polipropileno de 50 Prolene) (fig 14B)

7 Tras completar la anastomosis se colocoacute un ldquoclamprdquo de tubos en la

caacutenula y se procedioacute al desclampaje lateral aoacutertico

8 Se implantoacute la caacutenula aferente o del aacutepex ventricular izquierdo Para

ello se realizaron dos suturas circulares o en ldquobolsa de tabacordquo en la punta del

ventriacuteculo izquierdo (usando una sutura de polipropileno de 30 Prolene) para

posteriormente pasar cada una por sendos torniquetes desechables Despueacutes

se realizoacute una incisioacuten en cruz en el centro de ambas bolsas (bisturiacute nordm 14) y se

dilatoacute con una pinza de Crile Finalmente se insertoacute la caacutenula aferente por este

orificio mediante movimientos rotacionales Se anudaron 2 ligaduras uniendo

los torniquetes y la caacutenula (fig 14C)

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

96

Figura 14 Clampaje lateral de la aorta toraacutecica ascendente (A) Exposicioacuten

aacutepex ventriacuteculo y colocacioacuten suturas circulares (B) Caacutenula de drenaje

ventriacuteculo izquierdo (aferente) y Caacutenula aoacutertica (eferente) (C)

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

97

324 Meacutetodo del estudio del flujo de los oacuterganos

En este estudio se utilizaron microesferas de colores para medir el flujo

sanguiacuteneo en los distintos tejidos meacutetodo ya descrito en la literatura 199 200 203 y

utilizado por nuestro grupo de investigacioacuten en estudios previos 198 El principio

baacutesico de las teacutecnicas de depoacutesito para la medida de flujos regionales consiste

en que el depoacutesito es proporcional al flujo (por unidad de volumen o masa de

tejido) es decir que la fraccioacuten de gasto cardiacuteaco que irriga una regioacuten en

particular estaacute definida por el depoacutesito fraccionado del marcador depositado en

dicha zona 200 La idea es que los marcadores depositados dan una medida por

unidad de volumen de tejido a nivel de los capilares En principio es mejor

medir el flujo por unidad de tejido extravascular puesto que la fraccioacuten de

sangre de un oacutergano no es la fraccioacuten metabolizante del oacutergano La medida

estaacutendar es ldquoflujo por gramo de tejido totalrdquo 200 Y es asiacute como el uso de

diferentes microesferas coloreadas en diferentes momentos nos permite

comparar el flujo en diferentes momentos analizando el nuacutemero de

microesferas coloreadas depositadas en cada oacutergano

VIacuteA DE ADMINISTRACIOacuteN

La inyeccioacuten de microesferas de colores se realizoacute a traveacutes de la

auriacutecula izquierda del animal

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

98

MOMENTOS ADMINISTRACIOacuteN MICROESFERAS

Las microesferas se administraron en 3 momentos del estudio

bull Antes del clampaje aoacutertico (Basal) microesferas BLANCAS

bull Momento Basal (una vez colocada la asistencia antes de su

puesta en marcha) (AAs) microesferas AMARILLAS

bull Asistencia Parcial (despueacutes de 30 minutos de asistencia parcial)

(AP 30) microesferas VIOLETAS

OacuteRGANO A ESTUDIAR

Se estudiaron los siguientes oacuterganos cerebro (loacutebulo frontal derecho e

izquierdo) corazoacuten (ventriacuteculos derecho e izquierdo) rintildeoacuten (polo inferior de

ambos rintildeones) pulmoacuten (loacutebulo medio del pulmoacuten derecho) hiacutegado (loacutebulo

izquierdo) e intestino delgado (iacuteleon terminal)

PROCESAMIENTO DE LAS MUESTRAS DE TEJIDO

Una vez obtenidas las muestras de los oacuterganos se aplicoacute el siguiente

protocolo

Obtencioacuten y almacenamiento

Obtener una muestra de tejido de unos 3 gramos (de cada oacutergano a

estudiar) y colocarla en un tubo de polipropileno de 15 mL Las muestras

pueden permanecer en nevera (0-40ordmC) durante 2-3 diacuteas o pueden permanecer

a temperatura ambiente durante cortos periodos de tiempo

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

99

Procedimiento de control

Antildeadir 10000 microesferas azules de control (100 microL) de una solucioacuten

control de microesferas azules agitadas constantemente a cada tubo

Protocolo Digestioacuten Alcalina

1 Se antildeaden 6 mL de SDA a los tubos de 15 mL Posteriormente se

colocan los tubos en una estufa a 50ordmC durante toda la noche Por la mantildeana

se abren los tubos para dejar escapar el gas acumulado y despueacutes se agitan

en voacutertice durante 15-30 segundos La mezcla de tejido deberaacute estar

completamente homogeneizada y los tubos se colocaraacuten de nuevo en la estufa

durante 1 hora maacutes

2 Despueacutes de la hora adicional repetir la agitacioacuten con voacutertice

Inspeccionar los tubos y si aparecen partiacuteculas de tejido sin digerir repetir el

procedimiento con la estufa a 60 ordmC hasta la digestioacuten total

3 Cuando haya finalizado el proceso de digestioacuten retirar los tubos de la

estufa y rellenarlos con agua destilada a 50 ordmC hasta la marca superior del

tubo Tapar los tubos y mezclarlos bien con agitacioacuten manual e inversioacuten

4 Centrifugar los tubos 15 minutos a 1500 g (2500 rpm) y aspirar el

sobrenadante verde-marroacuten de cada tubo sin aspirar el pellet

5 Resuspender el pellet con 10 Tritoacuten X-100 Usar 12 mL en los tubos

de 15 mL Los pasos siguientes requeriraacuten sonicacioacuten o agitacioacuten con voacutertice

para ayudar al proceso de digestioacuten Como se procesa cerebro se sustituye el

Tritoacuten al 10 por Tritoacuten al 15 y se repiten los pasos 5 y 6 dos veces

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

100

6 Centrifugar otra vez los tubos 5 minutos a 1500 g y aspirar el

sobrenadante de cada tubo sin aspirar el pellet

7 Resuspender el pellet con Etanol acidificado Usar 12 mL en los tubos

de 15 mL Mezclar con el voacutertice o el sonicador para deshacer el pellet Limpiar

el sonicador con alcohol despueacutes de cada utilizacioacuten

8 Centrifugar los tubos 5 minutos a 1500 g y aspirar el sobrenadante de

cada tubo sin aspirar el pellet

9 Resuspender el pellet con alcohol etiacutelico Usar 12 mL en los tubos de

15 mL Mezclar con el voacutertice o el sonicador para deshacer el pellet Limpiar el

sonicador con alcohol despueacutes de cada utilizacioacuten

10 Centrifugar otra vez los tubos 5 minutos a 1500 g y aspirar el

sobrenadante de cada tubo sin aspirar el pellet

Recuperacioacuten de las microesferas y anaacutelisis del colorante

Antes de realizar el anaacutelisis de los colorantes de microesferas se realizoacute

la calibracioacuten de la liacutenea base del espectrofotoacutemetro Esta calibracioacuten se realizoacute

con un ldquoscanrdquo con solo disolvente en la cubeta El ldquoscanrdquo se realizoacute sobre las

longitudes de onda de 350 a 700 nm

Protocolo de Recuperacioacuten de microesferas y colorante por evaporacioacuten

1 Dejar evaporar el pellet y la pequentildea cantidad de Alcohol Etiacutelico a

temperatura ambiente durante la noche La evaporacioacuten se puede acelerar con

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

101

una estufa a 50ordmC pero si se superan los 50ordmC el tubo de plaacutestico puede

absorber algo del colorante

2 Antildeadir 250 microL del disolvente (DMF) a las microesferas secas en cada

tubo y agitar con voacutertice

3 Dejar reposar los tubos durante 15 minutos como miacutenimo para permitir

que el disolvente extraiga el colorante de todas las microesferas Agitar los

tubos con voacutertice otra vez y centrifugarlos a 1500 g durante 5 minutos para

formar un pellet con las microesferas vaciacuteas y cualquier resto remanente

Aspirar el sobrenadante con una pipeta Pasteur cuidadosamente para no

aspirar nada del pellet del fondo

4 Colocar el sobrenadante en la cubeta del espectrofotoacutemetro para

medir la absorbancia

- Blanco 370 nm

- Amarillo 448 nm

- Violeta 594 nm

- Azul 670 nm

CAacuteLCULO DEL NUacuteMERO DE MICROESFERAS

El caacutelculo del nuacutemero de microesferas se basa en la absorbancia de una

solucioacuten control de 5000 microesferas (ME) para cada color utilizado

1- El nuacutemero absoluto de microesferas de una muestra se obtiene

dividiendo su absorbancia (Abs) por la absorbancia de 5000

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

102

microesferas del mismo color multiplicado por 5000

Nordm ME (muestra) = [Abs (muestra) Abs (5000 ME)] x 5000

2- Una vez calculado ese nuacutemero hay que corregirlo por el nuacutemero de

microesferas azules de control A cada tubo con la muestra de tejido se

le antildeaden 10000 microesferas azules de control para estimar las

microesferas que se pueden perder durante el procesado de las

muestras

Nordm ME (corregidas por azules) = [Nordm ME (muestra) Nordm ME (azules)] x 105

3- La siguiente correccioacuten la efectuamos por el nuacutemero de microesferas

que se inyectan al animal Se han inyectado 15 millones de

microesferas en cada inyeccioacuten

Nordm ME (por milloacuten) = Nordm ME (corregidas por azules)

millones de ME inyectadas

4- Por uacuteltimo debemos corregir el nuacutemero de microesferas por gramo

(g) de tejido analizado

Nordm ME (por milloacuten y g) = Nordm ME (por milloacuten) peso (g) de la muestra de tejido

Se obtiene al final el nuacutemero de microesferas por milloacuten y gramo de

tejido Para el estudio de los flujos tisulares se han calculado los porcentajes de

variacioacuten de las microesferas antes de asistencia respecto al momento basal

(antes de clampaje aoacutertico) y a los 30 minutos de asistencia parcial respecto al

momento antes de iniciar la asistencia 198

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

103

325- Meacutetodo del estudio de marcadores de dantildeo tisular

La muestra de sangre se obtiene de la arteria femoral derecha del

animal Esta es trasladada al laboratorio central del HGUGM donde se analizan

las siguientes determinaciones bioquiacutemicas

- ALT alanina aminotransferasa

- AST aspartato aminotransferasa

- GGT gamma-glutamil-transpeptidasa

- Bilirrubina

- FA fosfatasa alcalina

- LDH lactato deshidrogenasa

- Creatinina

- Urea

- Aacutecido Laacutectico

Las determinaciones bioquiacutemicas anteriormente descritas se realizaron

en 3 momentos del estudio

- Antes del clampaje aoacutertico (Basal)

- Antes de iniciar la asistencia ventricular (AAs)

- Transcurridos 30 minutos de la asistencia parcial (AP 30rsquo)

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

104

326- Meacutetodo del estudio de la respuesta inflamatoria

La sangre se obtiene de la arteria femoral derecha del animal en un

volumen aproximado de 10 mL por muestra que se recogen en dos tubos con

aacutecido etilendiaminotetraaceacutetico (EDTA) como anticoagulante

Se centrifugan a 3600 rpm durante 15 min a 4ordmC y el sobrenadante se

aliacutecuota en tubos eppendorf de 15 mL Se conservan a -80ordmC hasta su

procesamiento

1 Cuantificacioacuten de HSPA1A (Hsp72Hsp70)

Se cuantificoacute HSPA1A en muestras de plasma diluidas 15 mediante el

kit de ELISA EKS-715 siguiendo las instrucciones del fabricante El test EKS-

715 reconoce la HSPA1A recombinante y la forma nativa en plasma y suero y

no tiene reactividad cruzada con HSPA8 (Hsp70 constitutiva)

Se prepara una curva de calibracioacuten con 6 puntos partiendo de un

estaacutendar de [Hsp70] = 10 microgmL obteniendo un intervalo de 125 -020 ngmL

asiacute como un blanco de reaccioacuten Se pipetean por duplicado 100 microl de los

estaacutendares y las muestras de plasma (diluidas 15) La Hsp70 circulante se une

al anticuerpo monoclonal formando un complejo que queda fijado a la

microplaca La adicioacuten de anticuerpos policlonales de conejo especiacuteficos contra

estas proteiacutenas y un sustrato de tetrametilbenzidina genera un color azul de

intensidad proporcional a la cantidad de Hsp70 de cada muestra La reaccioacuten

se para antildeadiendo 2HSO4 2N La intensidad de color producido se lee a una

longitud de onda de 450 nm (referencia 540-570 nm) La concentracioacuten de

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

105

Hsp70 de las muestras expresada en ngmL se obtiene por interpolacioacuten en la

curva estaacutendar bilogariacutetmica de las absorbancias obtenidas en las muestras

desconocidas Los coeficientes de variacioacuten intra- e inter-ensayos fueron

lt10 La linealidad fue de 034-625 ngmL y la sensibilidad de 030 ngmL

2 Factor de Necrosis Tumoral alfa

EL TNF-α se cuantifica por duplicado en muestras de plasma no diluidas

mediante teacutecnica de ELISA comercial final de acuerdo con las instrucciones

del fabricante La concentracioacuten de TNFα se obtiene por interpolacioacuten sobre

curva patroacuten de regresioacuten lineal y rango de 375 pgmL-117 pgmL

La miacutenima dosis detectable de TNF-α porcino es de 28-50 pgmL con

una sensibilidad media de 37 pgmL No se ha detectado reactividad cruzada o

interferencias con otras interleuquinas porcinas

3 Complemento 3

El C3 se cuantifica en muestras de plasma porcino sin diluir mediante

teacutecnica de ELISA saacutendwich comercial utilizando el Porcine Complement 3 (C3)

ELISA Kit Para aumentar la sensibilidad del kit las muestras se incubaron en

la placa durante 20h a 4ordmC y posteriormente se siguieron las instrucciones del

fabricante La curva patroacuten se elaboroacute a partir de estaacutendares de 300 pgmL-94

pgmL

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

106

Las determinaciones de los biomarcadores de respuesta inflamatoria

anteriormente descritos se realizaron en 3 momentos del estudio

- Antes del clampaje aoacutertico (Basal)

- Antes de iniciar la asistencia ventricular (AAs)

- Transcurridos 30 minutos de la asistencia parcial (AP 30rsquo)

327- Meacutetodo del estudio del estreacutes oxidativo medicioacuten del NO

El plasma de los cerdos se diluyoacute 125 tras optimizar el desarrollo del kit

con el que se cuantificoacute Nitric Oxide ColorimetriC Assay Kit

A partir de una solucioacuten stock de 500 microM de NO y por diluciones seriadas

se elabora una curva patroacuten de entre 50 y 05 microM

El kit permite cuantificar con exactitud hasta 1pmolmicroL asymp1 microM de NO

La absorbancia final de las muestras se lee en un espectrofotoacutemetro

dotado con un filtro para una λ= 540 nm

La determinacioacuten de oacutexido niacutetrico se realizoacute en 3 momentos del estudio

- Antes del clampaje aoacutertico (Basal)

- Antes de iniciar la asistencia ventricular (AAs)

- Transcurridos 30 minutos de la asistencia parcial (AP 30rsquo)

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

107

328- Desarrollo de las experiencias

Los animales fueron asignados a uno de los 2 grupos de estudio (grupo

PROP y grupo SEVO) Una vez anestesiado el animal y colocado el dispositivo

de AMC se comenzoacute la experiencia propiamente dicha

El cateacuteter de arteria pulmonar nos permitioacute medir el gasto cardiaco

(previo al funcionamiento de la AMC) valor que nos sirvioacute como referencia del

gasto cardiaco basal que utilizamos para estimar el flujo en asistencia parcial

Para entrar en asistencia parcial ajustamos el flujo de la asistencia para

conseguir el 50 del gasto cardiaco basal El dispositivo de AMC permanecioacute

en fase de asistencia parcial durante 30 minutos Estos ajustes fueron

controlados principalmente por el sensor de flujo colocado en la caacutenula eferente

del dispositivo de AMC

Mediciones

Para estudiar el flujo de los oacuterganos se administraron microesferas de

colores en 3 momentos de la experiencia

- Antes del clampaje aoacutertico (Basal)

- Antes de iniciar la asistencia ventricular (AAs)

- Transcurridos 30 minutos de la asistencia parcial (AP 30rsquo)

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

108

Se realizaron en los 3 momentos del estudio anteriormente descritos

1 Estudios hemodinaacutemicos

2 Gasometriacuteas arteriales

3 Determinaciones hematoloacutegicas

4 Determinaciones de marcadores de dantildeo tisular

5 Determinaciones de biomarcadores de respuesta inflamatoria

6 Determinaciones de oacutexido niacutetrico

Finalizado el estudio el animal fue sacrificado con cloruro potaacutesico y se

obtuvieron biopsias del cerebro (loacutebulo frontal derecho e izquierdo) ventriacuteculo

izquierdo (endocardio y epicardio) ventriacuteculo derecho hiacutegado (loacutebulo

izquierdo) pulmoacuten (loacutebulo medio del pulmoacuten derecho) rintildeoacuten (polo inferior de

ambos rintildeones) e intestino delgado (iacuteleon terminal) para la realizacioacuten del

estudio del flujo sanguiacuteneo tisular

329- Meacutetodo estadiacutestico

Como se ha indicado en apartados anteriores la hipoacutetesis del estudio se

centra en la demostracioacuten objetiva de la superioridad de un protocolo

anesteacutesico (sevoflurano) en el flujo de los oacuterganos en los dispositivos de AMC

Por lo tanto el objetivo principal del estudio desde un punto de vista numeacuterico

se centra en la demostracioacuten de un aumento significativo en el valor medio de

los paraacutemetros que nos informan sobre la existencia de dicha superioridad

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

109

(medicioacuten del flujo de los oacuterganos mediante la teacutecnica de microesferas de

colores)

Tamantildeo muestral

Teniendo en cuenta la variable principal de estudio flujo de los oacuterganos

hemos calculado el tamantildeo muestral con el programa GRANMO

El tamantildeo muestral se ha prefijado en funcioacuten de otros estudios similares

59 Con 5 cerdos en cada grupo se obtiene una potencia del 90 para detectar

diferencias entre las medias de PROPOFOL y SEVOFLURANO de 50 o

maacutes Se asume un riesgo alfa del 5 y una desviacioacuten tiacutepica de 25

Este tamantildeo muestral ha permitido detectar como estadiacutesticamente

significativas la mayoriacutea de las comparaciones realizadas entre los 2 grupos en

el flujo de los diferentes oacuterganos

Estadiacutestica descriptiva

Para las variables cuantitativas continuas se calculoacute la media como

medida de tendencia central y el error estaacutendar de la media (SEM) como

medida de dispersioacuten

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

110

Estadiacutestica Inferencial

En el caso de las variables continuas en primer lugar se analizoacute si la

variable seguiacutea una distribucioacuten normal (Kolmogorov-Smirnov) En caso de

asumir normalidad se aplicoacute la t de Student para muestras independientes

Significacioacuten estadiacutestica P lt 005

Todos los datos obtenidos fueron introducidos y analizados con el

paquete estadiacutestico SPSS 200 para Windows (IBM Corp Armonk New York

USA) y S-PLUS 61

111

4- RESULTADOS

Resultados 13 13

112

Distribucioacuten de la edad peso y talla en los dos grupos experimentales

Los dos grupos de estudio el grupo sevoflurano y el grupo propofol no

mostraron diferencias significativas en la edad peso y talla de los animales

(Tabla 1)

Tabla 1 Distribucioacuten de la edad peso y talla en los dos grupos

experimentales grupo Propofol y grupo Sevoflurano

PROPOFOL (n = 5)

SEVOFLURANO (n = 5)

p

Edad (diacuteas) 126 plusmn 10 143 plusmn 7

028

Peso (Kg) 25 plusmn 3 34 plusmn 1

0052

Talla (cm) 87 plusmn 1 97 plusmn 2

007

Los valores se expresan en media plusmn SEM (error estaacutendar de la media) n = nuacutemero de cerdos

Resultados 13 13

113

41 Efecto de los anesteacutesicos sobre las variables hemodinaacutemicas

Para estudiar el comportamiento hemodinaacutemico en los dos grupos

propofol y sevoflurano se han obtenido las mediciones realizadas con el

electrocardiograma el cateacuteter de presioacuten arterial invasiva (insertado en la

arteria femoral) y el cateacuteter de arteria pulmonar (cateacuteter de Swan-Ganz)

Se han comparado las mediciones realizadas en los dos grupos en los 3

tiempos estudiados antes de realizar el clampaje (Basal) antes de iniciar la

asistencia (AAs) y tras 30 minutos de asistencia parcial (AP 30acute)

No se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas entre

los dos grupos en ninguno de los 3 tiempos estudiados en la frecuencia

cardiaca en la presioacuten arterial sisteacutemica (sistoacutelica diastoacutelica y media) en la

presioacuten de la arteria pulmonar (sistoacutelica diastoacutelica y media) en la presioacuten

venosa central ni en la presioacuten capilar pulmonar (tabla 2)

Resultados 13 13

114

Tabla 2 Variables Hemodinaacutemicas I mediciones antes del clampaje

(Basal) antes de la asistencia (AAs) y tras 30 minutos de asistencia

parcial (AP 30acute) en el grupo Propofol y en el grupo Sevoflurano

PROPOFOL (n = 5)

SEVOFLURANO (n = 5)

p

FC (latidosmin) Basal AAs AP 30ʹprime

107 plusmn 4 95 plusmn 4 101 plusmn 6

96 plusmn 9 89 plusmn 9 101 plusmn 6

0289 0546 0964

PAS (mmHg) Basal AAs AP 30ʹprime

109 plusmn 5 100 plusmn 3 85 plusmn 11

97 plusmn 6 105 plusmn 6 103 plusmn 8

0203 0632 0227

PAD (mmHg) Basal AAs AP 30ʹprime

63 plusmn 4 52 plusmn 3 53 plusmn 6

56 plusmn 7 50 plusmn 4 59 plusmn 6

0435 0677 0530

PAm (mmHg) Basal AAs AP 30ʹprime

80 plusmn 5 70 plusmn 3 65 plusmn 8

70 plusmn 7 65 plusmn 5 74 plusmn 7

0260 0384 0404

PAPS (mmHg) Basal AAs AP 30ʹprime

24 plusmn 2

29 plusmn 3 34 plusmn 2

30 plusmn 2

31 plusmn 2 40 plusmn 3

0066

0632 0081

PAPD (mmHg) Basal AAs AP 30ʹprime

17 plusmn 2 18 plusmn 1 20 plusmn 2

20 plusmn 1 18 plusmn 1 26 plusmn 3

0105 0543 0145

PAPm (mmHg) Basal AAs AP 30ʹprime

19 plusmn 2 23 plusmn 2 27 plusmn 1

24 plusmn 1 25 plusmn 2 33 plusmn 3

0064 0506 0083

PVC (mmHg) Basal AAs AP 30ʹprime

13 plusmn 2 15 plusmn 1 14 plusmn 3

17 plusmn 1 15 plusmn 1 16 plusmn 2

0189 0856 0584

PCP (mmHg) Basal AAs AP 30ʹprime

16 plusmn 1 18 plusmn 1

15 plusmn 05

20 plusmn 1 18 plusmn 1 19 plusmn 1

0056 0471 0052

FC frecuencia cardiaca PAS presioacuten arterial sistoacutelica PAD presioacuten arterial diastoacutelica PAm presioacuten arterial media PAPS presioacuten arterial pulmonar sistoacutelica PAPD presioacuten arterial pulmonar diastoacutelica PAPm presioacuten arterial pulmonar media PVC presioacuten venosa central PCP presioacuten capilar pulmonar Los valores se expresan como media plusmn SEM n = nuacutemero de cerdos

Resultados 13 13

115

La saturacioacuten venosa mixta el gasto cardiaco el iacutendice cardiaco el

volumen sistoacutelico y el iacutendice de volumen sistoacutelico fueron similares en ambos

grupos (propofol y sevoflurano) en los 3 momentos de estudio (Tabla 3)

Tampoco se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas en el

flujo administrado por la asistencia (propofol vs sevoflurano 095plusmn009 vs

1plusmn009 p=0639)

Tabla 3 Variables Hemodinaacutemicas II mediciones antes del clampaje

(Basal) antes de la asistencia (AAs) y tras 30 minutos de asistencia

parcial (AP 30acute) en el grupo Propofol y en el grupo Sevoflurano

PROPOFOL (n = 5)

SEVOFLURANO (n = 5)

p

SvO2 () Basal AAs AP 30ʹprime

82 plusmn 4 77 plusmn 4

82 plusmn 1

81 plusmn 3 82 plusmn 3 89 plusmn 3

0837 0429 0150

GC (lmin) Basal AAs AP 30ʹprime

26 plusmn 03 24 plusmn 03 25 plusmn 04

31 plusmn 05 3 plusmn 03

31 plusmn 04

0373 0185 0347

Ic(lminm2) Basal AAs AP 30ʹprime

36 plusmn 04 33 plusmn 05 36 plusmn 07

34 plusmn 05 34 plusmn 03 35 plusmn 04

0766 0921 0825

VS (ml) Basal AAs AP 30ʹprime

24 plusmn 2 25 plusmn 4 26 plusmn 5

34 plusmn 6 35 plusmn 6 31 plusmn 5

0133

0168 0469

IVS (mlm2) Basal AAs AP 30ʹprime

33 plusmn 3 35 plusmn 5 37 plusmn 8

37 plusmn 6 40 plusmn 6 36 plusmn 6

0537 0521 0878

SvO2saturacioacuten de oxiacutegeno venosa mixta GC gasto cardiaco IC iacutendice cardiaco VS volumen sistoacutelico IVS iacutendice de volumen sistoacutelico Los valores se expresan como media plusmn error tiacutepico de la media n = nuacutemero de cerdos

Resultados 13 13

116

Las resistencias vasculares sisteacutemicas las resistencias vasculares

pulmonares y ambos iacutendices de resistencias vasculares sisteacutemicas y

pulmonares fueron similares en ambos grupos (propofol y sevoflurano) en los 3

momentos de estudio Tampoco se han encontrado diferencias

estadiacutesticamente significativas en la temperatura (tabla 4)

Tabla 4 Variables Hemodinaacutemicas III mediciones antes del clampaje

(Basal) antes de la asistencia (AAs) y tras 30 minutos de asistencia

parcial (AP 30acute) en el grupo Propofol y en el grupo Sevoflurano Se han

reflejado las mediciones de la temperatura en los diferentes tiempos en

los dos grupos

PROPOFOL (n = 5)

SEVOFLURANO (n = 5)

p

RVS (dinsegcm5) Basal AAs AP 30ʹprime

2270 plusmn 299 2213 plusmn 379 1526 plusmn 195

1971 plusmn 991 1488 plusmn 162 1633 plusmn 308

0796 0183 0792

RVP (dinsegcm5) Basal AAs AP 30ʹprime

118 plusmn 16

246 plusmn 103 323 plusmn 56

139 plusmn 34 175 plusmn 31 376 plusmn 86

0921 0528 0637

IRVS (dinsegcm5m2) Basal AAs AP 30ʹprime

1641 plusmn 203 1583 plusmn 199 1128 plusmn 173

1701 plusmn 756 1368 plusmn 143 1433 plusmn 234

0945

0450 0351

IRVP (dinsegcm5m2) Basal AAs AP 30ʹprime

118 plusmn 16 171 plusmn 65 217 plusmn 37

139 plusmn 34 159 plusmn 32 339 plusmn 85

0587 0877 0269

Tordf (ordmC) Basal AAs AP 30ʹprime

363 plusmn 03 351 plusmn 02

339 plusmn 04

367 plusmn 02 359 plusmn 03

346 plusmn 04

0587

0080 0332

RVS resistencias vasculares sisteacutemicas RVP resistencias vasculares pulmonares IRVS iacutendice de resistencias vasculares sisteacutemicas IRVP iacutendice de resistencias vasculares pulmonares Tordf temperatura Los valores se expresan como media plusmn SEM n = nuacutemero de cerdos

Resultados 13 13

117

42 Efecto de los anesteacutesicos sobre las variables de la gasometriacutea arterial

y hematoloacutegicas

421 Variables de la gasometriacutea arterial

No se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas en la

oxigenacioacuten arterial los valores arteriales de pH bicarbonato y de PaCO2 entre

los dos grupos (propofol vs sevoflurano) en ninguno de los tres tiempos

estudiados (tabla 5)

Tabla 5 Variables de la gasometriacutea arterial mediciones antes del

clampaje (Basal) antes de la asistencia (AAs) y tras 30 minutos de

asistencia parcial (AP 30acute) en el grupo Propofol y en el grupo Sevoflurano

PROPOFOL (n = 5)

SEVOFLURANO (n = 5)

p

pH Basal AAs AP 30ʹprime

749 plusmn 003 740 plusmn 003 735 plusmn 003

749 plusmn 002 745 plusmn 002 737 plusmn 002

0957 0314 0583

PaO2 (mmHg) Basal AAs AP 30ʹprime

513 plusmn 27 503 plusmn 24 492 plusmn 43

407 plusmn 64 425 plusmn 42 483 plusmn 25

0182 0147 0867

PaCO2 (mmHg) Basal AAs AP 30ʹprime

34 plusmn 3 35 plusmn 2 38 plusmn 3

37 plusmn 3 38 plusmn 2 42 plusmn 3

0501 0428 0322

HCO3- (mEqL)

Basal AAs AP 30ʹprime

26 plusmn 1 22 plusmn 1 21 plusmn 1

28 plusmn 1 26 plusmn 1 24 plusmn 1

0195 0073 0052

PaO2 presioacuten arterial de oxiacutegeno PaCO2 presioacuten arterial de dioacutexido de carbono HCO3- bicarbonato Los valores se expresan como media plusmn SEM n = nuacutemero de cerdos

Resultados 13 13

118

422 Variables hematoloacutegicas

No se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas en la

glucemia en la hemoglobina en el hematocrito y en el recuento de hematiacutees y

plaquetas entre los dos grupos (propofol y sevoflurano) en ninguno de los tres

tiempos estudiados (tabla 6)

Tabla 6 Variables hematoloacutegicas mediciones antes del clampaje (Basal)

antes de la asistencia (AAs) y tras 30 minutos de asistencia parcial (AP

30acute) en el grupo Propofol y en el grupo Sevoflurano

PROPOFOL (n = 5)

SEVOFLURANO (n = 5)

p

Glucemia (mgdL) Basal AAs AP 30ʹprime

71 plusmn 5 67 plusmn 4

146 plusmn 71

68 plusmn 5 77 plusmn 12

71 plusmn 14

0635 0477

0377 Hb (gdL) Basal AAs AP 30ʹprime

74 plusmn 06 7 plusmn 01

8 plusmn 05

88 plusmn 05 74 plusmn 04

83 plusmn 07

0144 0337

0730 Hcto () Basal AAs AP 30ʹprime

207plusmn 18 197 plusmn 03 225 plusmn 14

257 plusmn 16 219 plusmn 12 245 plusmn 20

0079 0148 0452

Hematiacutees (10E6microLplusmn10E3) Basal AAs AP 30ʹprime

410 plusmn 322 367 plusmn 182

410 plusmn 468

495 plusmn 269 465 plusmn 389

525 plusmn 437

0079 0053

0110 Plaquetas (10E3microL) Basal AAs AP 30ʹprime

369 plusmn 49 331plusmn 50

447 plusmn 92

359 plusmn 67 340 plusmn 60

243 plusmn 42

0910 0911

0096 Hb hemoglobina Hcto hematocrito Los valores se expresan como media plusmn SEM n = nuacutemero de cerdos

Resultados 13 13

119

43 Efecto de los anesteacutesicos sobre las variables bioquiacutemicas

marcadores de dantildeo tisular

No se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas en los

marcadores de dantildeo tisular (AST ALT bilirrubina GGT FA LDH Creatinina y

aacutecido laacutectico) entre los dos grupos (propofol vs sevoflurano) en el momento

antes del clampaje aoacutertico (Basal) excepto en la urea basal en el grupo

sevoflurano que fue significativamente maacutes baja (tabla 7)

No se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas en los

marcadores de dantildeo tisular (AST ALT bilirrubina GGT FA LDH Creatinina

urea y aacutecido laacutectico) entre los dos grupos (propofol y sevoflurano) en el

momento antes de iniciar la asistencia (AAs) (tabla 7)

No se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas en los

marcadores de dantildeo tisular (AST GGT FA LDH creatinina urea y aacutecido

laacutectico) entre los dos grupos (propofol y sevoflurano) en el momento tras 30

minutos en asistencia parcial (AP 30acute) Sin embargo siacute se encontroacute una

disminucioacuten estadiacutesticamente significativa en los marcadores ALT y bilirrubina

en el grupo sevoflurano respecto al grupo propofol en el momento tras 30

minutos en asistencia parcial (AP 30acute) (tabla 7)

Resultados 13 13

120

Tabla 7 Variables bioquiacutemicas de marcadores de dantildeo tisular

mediciones antes del clampaje (Basal) antes de la asistencia (AAs) y tras

30 minutos de asistencia parcial (AP 30acute) en el grupo Propofol y en el

grupo Sevoflurano

PROPOFOL (n = 5)

SEVOFLURANO (n = 5)

p

ALT (UL) Basal AAs AP 30ʹprime

33 plusmn 2 29 plusmn 2 29 plusmn 2

26 plusmn 1 25 plusmn 2 23 plusmn 2

0054 0221 0048

AST (UL) Basal AAs AP 30ʹprime

35 plusmn 3

50 plusmn 10 94 plusmn 46

32 plusmn 5 35 plusmn 3 44 plusmn 3

0667 0116 0358

Bilirrubina (mg(dL) Basal AAs AP 30ʹprime

032 plusmn 010 025 plusmn 006 024 plusmn 002

018 plusmn 005 013 plusmn 002

012 plusmn 004

0273 0081 0028

GGT (UL) Basal AAs AP 30ʹprime

50 plusmn 6

63 plusmn 12 62 plusmn 22

43 plusmn 5 55 plusmn 8 47 plusmn 8

0398 0584 0496

FA (UL) Basal AAs AP 30ʹprime

95 plusmn 7 82 plusmn 8

89 plusmn 12

76 plusmn 6 72 plusmn 8 79 plusmn 7

0073 0428 0507

LDH (UL) Basal AAs AP 30ʹprime

395 plusmn 43 330 plusmn 19 374 plusmn 18

401 plusmn 41 331 plusmn 13 347 plusmn 27

0915 0943 0420

Creatinina (mgdL) Basal AAs AP 30ʹprime

051 plusmn 002 044 plusmn 003 045 plusmn 003

059 plusmn 003 057 plusmn 006 047 plusmn 003

0059 0085 0596

Urea (mgdL) Basal AAs AP 30ʹprime

282 plusmn 15 272 plusmn 22 282 plusmn 26

228 plusmn 11

222 plusmn 09 222 plusmn 12

0024 0059 0053

Aacutecido Laacutectico (mmolL) Basal AAs AP 30ʹprime

11 plusmn 01 15 plusmn 05 15 plusmn 03

1 plusmn 01 11 plusmn 02 12 plusmn 02

0550 0453 0434

ALT alanina aminotransferasa AST aspartato aminotransferasa GGT gamma-glutamil-transpeptidasa FA fosfatasa alcalina LDH lactato deshidrogenasa Los valores se expresan en media plusmn SEM ple005 vs sevoflurano (AP 30 min) n = nuacutemero de cerdos

Resultados 13 13

121

44 Efecto de los anesteacutesicos sobre la respuesta inflamatoria y estreacutes

oxidativo

No se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas en las

proteiacutenas de choque teacutermico (Hsp70) C3a TNFα y NO entre los dos grupos

(propofol y sevoflurano) en ninguno de los tres tiempos estudiados (tabla 8)

Tabla 8 Variables de la respuesta inflamatoria mediciones antes del

clampaje (Basal) antes de la asistencia (AAs) y tras 30 minutos de

asistencia parcial (AP 30acute) en el grupo Propofol y en el grupo Sevoflurano

PROPOFOL

(n = 5) SEVOFLURANO

(n = 5) p

Hsp70 (ngml) Basal AAs AP 30ʹprime

512 plusmn 111 568 plusmn 149 510 plusmn 087

408 plusmn 027 455 plusmn 048 398 plusmn 012

0386 0489 0268

C3a (ngml) Basal AAs AP 30ʹprime

2235 plusmn 475 1892 plusmn 329 1846 plusmn 312

1311 plusmn 410 1326 plusmn 377 141 plusmn 485

0191 0301 0479

TNFα (pgml) Basal AAs AP 30ʹprime

4270 plusmn 824 2916 plusmn 092

150345 plusmn 1512

3356 plusmn 1670 3468 plusmn 1068

147154 plusmn 3253

0615 0566 0372

ON (microM) Basal AAs AP 30ʹprime

61006 plusmn 3396 41812 plusmn 6644

28081 plusmn 12108

73261 plusmn 12993 69127 plusmn 1181 47865 plusmn 5020

0514 0143 0325

Hsp70 proteiacutena de choque teacutermico de 70000 daltons C3a complemento C3 activado TNF factor de necrosis tumoral ON oacutexido niacutetrico Los valores se expresan en media plusmn SEM (error estaacutendar de la media) n = nuacutemero de cerdos

Resultados 13 13

122

45 Efectos de los anesteacutesicos sobre las microesferas

No se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas en el

flujo sanguiacuteneo cerebral entre los dos grupos (propofol vs sevoflurano) antes

del inicio de la asistencia (tabla 9 fig 15)

Sin embargo siacute se ha encontrado un aumento del flujo sanguiacuteneo

cerebral estadiacutesticamente significativo tras 30 minutos de asistencia parcial en

ambos hemisferios cerebrales en el grupo sevoflurano respecto al grupo

propofol (tabla 9 fig15)

Tabla 9 Microesferas en ambos hemisferios cerebrales antes de la

asistencia (AAs) y tras 30 minutos de asistencia parcial (AP 30acute) en el

grupo Propofol y en el grupo Sevoflurano

PROPOFOL (n = 5)

SEVOFLURANO (n = 5)

p

LOacuteBULO FRONTAL DERECHO () AAs AP 30ʹprime

112 plusmn 7 91 plusmn 11

132 plusmn 10 171 plusmn 19

0152 0008

LOacuteBULO FRONTAL IZQUIERDO () AAs AP 30ʹprime

105 plusmn 5 95 plusmn 9

128 plusmn 10 176 plusmn 25

0109 0048

Los valores se expresan en media plusmn SEM ple005 vs sevoflurano (AP 30 min) ple001 vs sevoflurano (AP 30 min) n = nuacutemero de cerdos

Resultados 13 13

123

Figura 15 Flujo sanguiacuteneo cerebral en ambos loacutebulos frontales en los grupos

Sevoflurano (S) y Propofol (P) antes de asistencia (AAs) y a los 30 minutos de

la asistencia parcial (AP 30min) loacutebulo derecho (A) y loacutebulo izquierdo (B) Los

valores se expresan como media plusmn SEM ple005 vs sevoflurano (AP 30 min)

ple001 vs sevoflurano (AP 30acute)

Resultados 13 13

124

No se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas en el

flujo sanguiacuteneo en el ventriacuteculo derecho entre los dos grupos (propofol vs

sevoflurano) antes del inicio de la asistencia (tabla 10 fig 16A) Sin embargo

siacute se ha encontrado un aumento del flujo sanguiacuteneo estadiacutesticamente

significativo tras 30 minutos de asistencia parcial en el ventriacuteculo derecho (tabla

10 fig16A)

No se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas en el

flujo sanguiacuteneo en el pulmoacuten entre los dos grupos (propofol vs sevoflurano)

antes del inicio de la asistencia ni tras 30 minutos de asistencia parcial (tabla

10 fig 16B)

Tabla 10 Microesferas en el ventriacuteculo derecho y pulmoacuten antes de la

asistencia (AAs) y tras 30 minutos de asistencia parcial (AP 30acute) en el

grupo Propofol y en el grupo Sevoflurano

PROPOFOL (n = 5)

SEVOFLURANO (n = 5)

p

VENTRICULO DERECHO () AAs AP 30ʹprime

152 plusmn 25 53 plusmn 4

147 plusmn 12 123 plusmn 10

0849 lt0001

PULMOacuteN () AAs AP 30ʹprime

110 plusmn 9 76 plusmn 13

160 plusmn 43 138 plusmn 41

0319 0198

Los valores se expresan en media plusmn SEM ple0001 vs sevoflurano (AP 30 min) n = nuacutemero de cerdos

Resultados 13 13

125

Figura 16 Flujo sanguiacuteneo en el ventriacuteculo derecho (A) y en el pulmoacuten (B) en

los grupos Sevoflurano (S) y Propofol (P) antes de asistencia (AAs) y a los 30

minutos de la asistencia parcial (AP 30acute) Los valores se expresan como media

plusmn SEM ple0001 vs sevoflurano (AP 30acute)

Resultados 13 13

126

No se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas en el

flujo sanguiacuteneo en el ventriacuteculo izquierdo entre los dos grupos (propofol y

sevoflurano) antes del inicio de la asistencia (tabla 11 fig 17) Sin embargo siacute

se ha encontrado un aumento del flujo sanguiacuteneo en el ventriacuteculo izquierdo

estadiacutesticamente significativo tras 30 minutos de asistencia parcial en el grupo

sevoflurano respecto al grupo propofol epicardio (tabla 11 fig 17A) y

endocardio (tabla 11 fig17B)

Tabla 11 Microesferas en el ventriacuteculo izquierdo antes de la asistencia

(AAs) y tras 30 minutos de asistencia parcial (AP 30acute) en el grupo

Propofol y en el grupo Sevoflurano

PROPOFOL (n = 5)

SEVOFLURANO (n = 5)

p

EPICARDIO VI () AAs AP 30ʹprime

148 plusmn 19

50 plusmn 7

130 plusmn 6

123 plusmn 13

0432 0002

ENDOCARDIO VI () AAs AP 30ʹprime

133 plusmn 17 50 plusmn 5

144 plusmn 8

115 plusmn 11

0592 0001

VI ventriacuteculo izquierdo Los valores se expresan en media plusmn SEM ple001 vs sevoflurano (AP 30 min) ple0001 vs sevoflurano (AP 30 min) n = nuacutemero de cerdos

Resultados 13 13

127

Figura 17 Flujo sanguiacuteneo en el ventriacuteculo izquierdo en los grupos Sevoflurano

(S) y Propofol (P) antes de asistencia (AAs) y a los 30 minutos de la asistencia

parcial (AP 30acute) epicardio (A) y endocardio (B) Los valores se expresan como

media plusmn SEM ple001 vs sevoflurano (AP 30acute) ple0001 vs sevoflurano (AP

30acute)

Resultados 13 13

128

No se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas en el

flujo sanguiacuteneo en ambos rintildeones (tabla 12 fig 18) entre los dos grupos

(propofol y sevoflurano) antes del inicio de la asistencia Tampoco se han

encontrado diferencias significativas en el flujo en el rintildeoacuten tras 30 minutos de

asistencia parcial rintildeoacuten derecho (tabla 12 fig 18A) rintildeoacuten izquierdo (tabla 12

fig 18B)

Tabla 12 Microesferas en el rintildeoacuten antes de la asistencia (AAs) y tras 30

minutos de asistencia parcial (AP 30acute) en el grupo Propofol y en el grupo

Sevoflurano

PROPOFOL (n = 5)

SEVOFLURANO (n = 5)

p

RINtildeOacuteN IZQUIERDO () AAs AP 30ʹprime

114 plusmn 16 64 plusmn 12

114 plusmn 6 95 plusmn 7

0983 0067

RINtildeOacuteN DERECHO () AAs AP 30ʹprime

112 plusmn 14 67 plusmn 13

113 plusmn 4 94 plusmn 7

0960 0124

Los valores se expresan en media plusmn SEM n = nuacutemero de cerdos

Resultados 13 13

129

Figura 18 Flujo sanguiacuteneo en el rintildeoacuten en los grupos Sevoflurano (S) y Propofol

(P) antes de asistencia (AAs) y a los 30 minutos de la asistencia parcial (AP

30acute) rintildeoacuten derecho (A) y rintildeoacuten izquierdo (B) Los valores se expresan como

media plusmn SEM

Resultados 13 13

130

No se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas en el

flujo sanguiacuteneo en el hiacutegado entre los dos grupos (propofol vs sevoflurano)

antes del inicio de la asistencia (tabla 13 fig 19A) Sin embargo siacute se ha

encontrado un aumento del flujo sanguiacuteneo estadiacutesticamente significativo en el

grupo sevoflurano tras 30 minutos de asistencia parcial en el hiacutegado (tabla 13

fig 19A)

No se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas en el

flujo sanguiacuteneo en el intestino entre los dos grupos (propofol vs sevoflurano)

antes del inicio de la asistencia ni tras 30 minutos de asistencia parcial (tabla

13 fig 19B)

Tabla 13 Microesferas en el hiacutegado y en el intestino antes de la asistencia

(AAs) y tras 30 minutos de asistencia parcial (AP 30acute) en el grupo

Propofol y en el grupo Sevoflurano

PROPOFOL (n = 5)

SEVOFLURANO (n = 5)

p

HIacuteGADO () AAs AP 30ʹprime

107 plusmn 4

73 plusmn 4

117 plusmn 13

136 plusmn 15

0462 0004

INTESTINO () AAs AP 30ʹprime

99 plusmn 3 98 plusmn 7

129 plusmn 14 176 plusmn 43

0098 0121

Los valores se expresan en media plusmn SEM ple001 vs sevoflurano (AP 30 min) n = nuacutemero de cerdos

Resultados 13 13

131

Figura 19 Flujo sanguiacuteneo en el hiacutegado (A) y en el intestino (B) en los grupos

Sevoflurano (S) y Propofol (P) antes de asistencia (AAs) y a los 30 minutos de

la asistencia parcial (AP 30acute) Los valores se expresan como media plusmn SEM

ple001 vs sevoflurano (AP 30acute)

132

5- DISCUSIOacuteN

13 Discusioacuten13

13 13 13

133

El objetivo de este proyecto es estudiar el efecto del sevoflurano y

propofol en el flujo de los oacuterganos en un dispositivo de AMC de flujo continuo

en un modelo porcino

En un proyecto anterior realizado en nuestro laboratorio al estudiar el

flujo sanguiacuteneo cerebral en diferentes dispositivos de AMC observamos que el

dispositivo de AMC con caacutemara de complianza mostraba un aumento del flujo

cerebral con respecto al dispositivo centriacutefugo Biomeacutedicus y al dispositivo

pulsaacutetil Berlin Heart 198 Estos resultados muestran la importancia en la eleccioacuten

del dispositivo de AMC en lo referente al flujo sanguiacuteneo cerebral Sin embargo

auacuten no se ha estudiado en profundidad la importancia de la optimizacioacuten de los

faacutermacos anesteacutesicos (propofol y sevoflurano) en los dispositivos de AMC en

lo referente al flujo sanguiacuteneo de los oacuterganos En el proyecto que nos ocupa

hemos convertido este problema en el objeto de estudio y hemos empleado el

mismo modelo experimental en cerdos (portadores de un dispositivo centriacutefugo

Biomeacutedicus)

La prevalencia de la insuficiencia cardiacuteaca avanzada ha aumentado en

los uacuteltimos antildeos y los dispositivos de AMC son una opcioacuten en el tratamiento

del paciente con insuficiencia cardiacuteaca terminal 204 La anestesia y el manejo

perioperatorio de los pacientes portadores de AMC requiere una extensa

monitorizacioacuten un manejo anesteacutesico adecuado con faacutermacos apropiados y

los cuidados postoperatorios de expertos 205 206 debido a las complicaciones

asociadas al uso de estos dispositivos (fallo orgaacutenico insuficiencia ventricular

derecha disfuncioacuten neuroloacutegica y arritmias) 207 208

13 Discusioacuten13

13 13 13

134

El objetivo de la AMC es mantener una adecuada perfusioacuten de los

oacuterganos 209 cuando el corazoacuten nativo no es eficaz en pacientes con

insuficiencia cardiaca terminal o en espera de un trasplante cardiaco En este

trabajo hemos tratado de dilucidar la importancia de la optimizacioacuten de los

faacutermacos anesteacutesicos (propofol versus sevoflurano) en los dispositivos de

AMC y proponer el protocolo maacutes oacuteptimo en cuanto al flujo de los oacuterganos la

respuesta inflamatoria y el estreacutes oxidativo Consideramos necesario este

estudio ya que en la praacutectica cliacutenica habitual las cirugiacuteas en las que se lleva a

cabo el implante de los dispositivos de AMC el mantenimiento anesteacutesico se

realiza con estos faacutermacos (sevoflurano propofol) y posteriormente los

pacientes pueden permanecer sedados en las unidades de cuidados

especiales a la espera de un corazoacuten o a la espera de la recuperacioacuten del

ventriacuteculo nativo 205 210-214 Estos pacientes tambieacuten pueden permanecer

sedados y necesitar ventilacioacuten mecaacutenica controlada durante largos periodos

en las unidades de cuidados especiales debido a la alta incidencia de las

complicaciones asociadas a estos dispositivos (sangrado que requiere

reintervencioacuten quiruacutergica 31 taponamiento cardiaco 28 arritmias 30-60

infeccioacuten 42 fallo del ventriacuteculo derecho 108 insuficiencia respiratoria 20-

30 complicaciones neuroloacutegicas 2-40 insuficiencia renal 3-28 e

insuficiencia hepaacutetica 2-8) 211 215 No olvidemos que el incremento en la

colocacioacuten de los dispositivos de AMC observado en los uacuteltimos antildeos va unido

al aumento de las intervenciones quiruacutergicas no cardiacas en estos pacientes

Stehlik y cols 216 muestran en su estudio de 155 pacientes con AMC la

necesidad de cirugiacutea no cardiaca en 59 pacientes Brown y cols 217 de 142

pacientes 27 y Chestovich y cols 218 de 363 pacientes 64 fueron sometidos a

13 Discusioacuten13

13 13 13

135

procedimientos no cardiacos Estos datos muestran que tanto la anestesia

general como la sedacioacuten son necesarias en los pacientes con AMC que

requieren una intervencioacuten quiruacutergica no cardiaca (realizacioacuten de

procedimientos diagnoacutesticos como endoscopias hemicolectomiacutea

colecistectomiacutea microcirugiacutea lariacutengea etc) 209

En nuestro estudio no hemos encontrado diferencias en las variables

hemodinaacutemicas entre los dos grupos (sevoflurano y propofol) en AMC sin

embargo en la literatura encontramos estudios que muestran la disminucioacuten en

la PA y en la FC asociada al propofol en la induccioacuten anesteacutesica 219 El efecto

hipotensor del propofol se ha relacionado con un descenso en la RVS 220 o en

el GC 221 causado por una combinacioacuten de vasodilatacioacuten arterial y venosa 36

220 222 deterioro de los mecanismos reguladores barorreflejos 223 224 y

depresioacuten de la contractilidad miocaacuterdica 225 Aunque una inhibicioacuten del sistema

nervioso simpaacutetico podriacutea explicar todos los cambios hemodinaacutemicos inducidos

por el propofol 222 223 parece que el sistema parasimpaacutetico cardiacuteaco se inhibe

en mayor grado que el simpaacutetico durante la induccioacuten anesteacutesica con propofol

226 Ambos faacutermacos anesteacutesicos propofol y sevoflurano disminuyen la PA de

forma BIS-dependiente durante la induccioacuten anesteacutesica sin embargo la FC

parece no cambiar 226

Durante la cirugiacutea de la columna vertebral Albertin y cols 227 explican

por queacute el propofol provoca un mayor flujo de sangre pero menos sangrado

que el sevoflurano utilizando como supuesto una vasodilatacioacuten selectiva del

propofol (poscapilar vasodilatacioacuten venosa) diferente de la del sevoflurano

13 Discusioacuten13

13 13 13

136

(precapilar vasodilatacioacuten arteriolar) por lo que seriacutea de eleccioacuten el propofol

para producir hipotensioacuten durante la anestesia 227

En la literatura hemos encontrados estudios tanto en modelos animales

47 59 61 64 228 como en humanos 62 que muestran el efecto del propofol y los

anesteacutesicos volaacutetiles sobre el flujo de los oacuterganos sin embargo no hemos

podido encontrar trabajos que relacionen dicho efecto con los dispositivos de

AMC

Por otro lado la anestesia inhalatoria (sevoflurano) ha demostrado

superioridad frente a la anestesia intravenosa (propofol) en cirugiacutea

cardiovascular 60 71 229 230 sin embargo auacuten no se ha demostrado dicha

superioridad en la implantacioacuten de dispositivos de AMC

Se han realizado diferentes estudios para evaluar los efectos de los

faacutermacos anesteacutesicos sobre el metabolismo y el flujo sanguiacuteneo en el cerebro

Los resultados son sin embargo en parte contradictorios Algunos autores han

demostrado que los anesteacutesicos volaacutetiles disminuyen el flujo sanguiacuteneo

cerebral 47 61 231 mientras otros autores describen un aumento del mismo 232

233 La comparacioacuten de diversos estudios es difiacutecil debido a la variedad de

especies animales estudiadas y la falta de grupos control adecuados en

algunos estudios Ademaacutes algunos meacutetodos estaacuten restringidos uacutenicamente a

cambios globales o a ciertas aacutereas del cerebro y algunos proporcionan datos

soacutelo relativos

En nuestro trabajo el sevoflurano mostroacute un mayor flujo sanguiacuteneo

cerebral que el propofol tras la implantacioacuten de una AMC Este es el primer

13 Discusioacuten13

13 13 13

137

estudio que demuestra un efecto beneficioso del sevoflurano en comparacioacuten

con el propofol sobre el flujo sanguiacuteneo cerebral en una bomba centriacutefuga

Biomeacutedicus 540 en un modelo porcino Este aumento del flujo sanguiacuteneo

cerebral podriacutea deberse a la vasodilatacioacuten cerebral producida por los

anesteacutesicos volaacutetiles 59 234 235 no observada con el propofol 236 237 De hecho

el propofol produce vasoconstriccioacuten cerebral indirectamente al disminuir el

metabolismo cerebral 238 y disminuye la presioacuten intracraneal (PIC) en perros 236

El sevoflurano tiene un efecto vasodilatador intriacutenseco dosis-dependiente 61 232

235 sin aumentar la PIC 239 mientras que en las craneotomiacuteas la PIC es menor

en la anestesia con propofol en comparacioacuten con el uso de sevoflurano 240 La

tomografiacutea por emisioacuten de positrones confirmoacute en seres humanos que tanto el

propofol como el sevoflurano causaban una disminucioacuten del flujo sanguiacuteneo

cerebral (FSC) sin embargo esta disminucioacuten era mayor con el propofol 61 231

Otros estudios reflejan que el descenso del FSC causado por el propofol puede

estar relacionado con el metabolismo cerebral 61 237

Bungdaard y cols 232 encontraron que el sevoflurano aumenta el FSC y

disminuye la resistencia cerebrovascular (RCV) de forma dosis-dependiente

preservando la reactividad al CO2 durante 15 (07 CAM) y 25 (13 CAM) de

sevoflurano 232 Kolbitsch y cols 233 encontraron que el sevoflurano a 04 CAM

causa vasodilatacioacuten cerebral regional la resistencia cerebrovascular regional

regional (RCVr) disminuye y el volumen sanguiacuteneo cerebral regional (VSCr)

aumenta El caacutelculo del tiempo medio de traacutensito cerebral vascular regional

(rMTT o TMTr) mostroacute que el flujo FSCr aumentoacute relativamente maacutes que el

volumen VSCr indicando asiacute que el aumento observado del flujo FSCr durante

la inhalacioacuten de sevoflurano no se puede explicar soacutelo con la vasodilatacioacuten 233

13 Discusioacuten13

13 13 13

138

Las complicaciones neuroloacutegicas en los pacientes portadores de AMC

estaacuten asociadas a una alta morbilidad y mortalidad siendo su incidencia entre

el 2 y el 48 El tromboembolismo y el accidente cerebrovascular

hemorraacutegico son las complicaciones neuroloacutegicas maacutes frecuentes siendo la

isquemia cerebral por hipoperfusioacuten y el embolismo seacuteptico y aeacutereo menos

frecuentes 241 El mayor flujo sanguiacuteneo cerebral observado en nuestro estudio

con el sevoflurano podriacutea sugerir su indicacioacuten en pacientes con AMC ya que

la isquemia cerebral causada por baja perfusioacuten es una complicacioacuten

neuroloacutegica asociada a estos dispositivos

En nuestro trabajo el sevoflurano mostroacute un mayor flujo sanguiacuteneo en

el corazoacuten que el propofol tras la implantacioacuten de una AMC Este es el primer

estudio que demuestra un efecto beneficioso del sevoflurano en comparacioacuten

con el propofol sobre el flujo sanguiacuteneo en el corazoacuten en una bomba centriacutefuga

Biomeacutedicus 540 en un modelo porcino

El sevoflurano y el propofol son faacutermacos empleados en la praacutectica

cliacutenica habitual en la cirugiacutea cardiaca En la literatura encontramos trabajos que

muestran el efecto cardioprotector del sevoflurano en la cirugiacutea cardiaca en

humanos 60 229 El sevoflurano disminuye la actividad simpaacutetica y la

contractilidad miocaacuterdica en modelos animales 242 243 y sin embargo parece

tener escaso o ninguacuten efecto sobre la actividad simpaacutetica perifeacuterica en

humanos 244 y sobre el tono parasimpaacutetico cardiaco 226

13 Discusioacuten13

13 13 13

139

Los anesteacutesicos volaacutetiles han demostrado directamente o indirectamente

mejorar el precondicionamiento isqueacutemico lo que resulta en la cardioproteccioacuten

contra el infarto de miocardio y disfuncioacuten miocaacuterdica irreversible 245-249

Diferentes mecanismos estaacuten implicados en la induccioacuten del

precondicionamiento y disminucioacuten de la isquemia por reperfusioacuten del

sevoflurano viacutea caveoliacuten-3 por inhibicioacuten de la ciclooxigenasa 2 la proteiacutena

quinasa activada por AMP (adenosiacuten monofosfato) y por su efecto antioxidante

250-252

En el bypass aortocoronario tanto con circulacioacuten extracorpoacuterea como

sin ella el sevoflurano conserva la FEVI con menos evidencia de dantildeo

miocaacuterdico que el propofol 229 253 Los niveles de troponina T aumentaron en

los pacientes sometidos a cirugiacutea cardiaca con circulacioacuten extracorpoacuterea

(cirugiacutea por defecto congeacutenito cardiaco) en ambos grupos sevoflurano y

propofol 254 Sin embargo los niveles de troponina T fueron menores en el

grupo que recibioacute sevoflurano con respecto al que recibioacute propofol en cirugiacutea

coronaria sin circulacioacuten extracorpoacuterea 255 En nuestro trabajo la colocacioacuten de

la AMC se realizoacute sin circulacioacuten extracorpoacuterea por lo que los niveles de

troponina T podriacutean estar relacionados con la mejoriacutea del flujo sanguiacuteneo del

corazoacuten

El propofol tambieacuten ha demostrado cierto efecto cardioprotector en

corazones aislados de rata disminuyendo la lesioacuten por isquemia-reperfusioacuten

(mejorando la funcioacuten cardiaca y el flujo coronario) mediante un aumento de la

oacutexido niacutetrico sintasa y la produccioacuten de oacutexido niacutetrico 269 257 En nuestro trabajo

los niveles de oacutexido niacutetrico en plasma fueron similares en ambos protocolos

13 Discusioacuten13

13 13 13

140

anesteacutesicos (sevoflurano y propofol)

Es importante sentildealar que a pesar de que el propofol se utiliza en

cirugiacutea cardiaca no olvidemos que el bypass cardiopulmonar altera las

propiedades farmacocineacuteticas (altera la concentracioacuten plasmaacutetica) de este

faacutermaco debido a la hemodilucioacuten hipotensioacuten hipotermia aislamiento del

pulmoacuten de la circulacioacuten y posible secuestro del faacutermaco en el circuito de

circulacioacuten extracorpoacuterea 258 Estos cambios en la concentracioacuten plasmaacutetica del

propofol causados por el bypass cardiopulmonar podriacutean verse reflejados en su

efecto sobre los oacuterganos 259

En nuestro trabajo el sevoflurano mostroacute un mayor flujo sanguiacuteneo en

el hiacutegado que el propofol tras la implantacioacuten de una AMC Este es el primer

estudio que demuestra un efecto beneficioso del sevoflurano en comparacioacuten

con el propofol sobre el flujo sanguiacuteneo hepaacutetico en una bomba centriacutefuga

Biomeacutedicus 540 en un modelo porcino

Bernard y cols 260 describen una disminucioacuten del flujo portal con una

CAM de 12 y 2 de sevoflurano y un aumento del flujo hepaacutetico con una CAM

de 2 mientras que el gasto cardiacuteaco se redujo soacutelo a la concentracioacuten maacutes alta

(2 CAM) Estos hallazgos podriacutean estar relacionados con el aumento del flujo

sanguiacuteneo hepaacutetico encontrado en el grupo del sevoflurano en nuestro trabajo

En la literatura encontramos trabajos que muestran el efecto protector

hepaacutetico del sevoflurano en cirugiacutea cardiaca Tras la cirugiacutea de arteria coronaria

con bypass cardiopulmonar los niveles de ALT AST y LDH aumentaron de

13 Discusioacuten13

13 13 13

141

forma temporal tanto con el propofol como con el sevoflurano siendo este

aumento menor en el grupo del sevoflurano 230

La liberacioacuten de enzimas intracelulares y su deteccioacuten en muestras de

sangre circulante es un meacutetodo aceptado para detectar dantildeo tisular 229 261 262

La LDH se encuentra en el citoplasma de diversos tipos de ceacutelulas y se puede

considerar un indicador no especiacutefico de dantildeo tisular 263 AST y ALT son

marcadores de dantildeo hepaacutetico y se han correlacionado con dantildeo histoloacutegico

hepaacutetico 261 Ademaacutes la AST es un enzima intestinal de la seromucosa y se

libera durante la lesioacuten de isquemia-reperfusioacuten intestinal 262 263

En nuestro trabajo no hemos encontrado diferencias entre los dos

grupos en los valores de las transaminasas AST y GGT fosfatasa alcalina

LDH creatinina y aacutecido laacutectico Sin embargo siacute hemos encontrado un

descenso del marcador de dantildeo hepaacutetico (ALT) en el grupo del sevoflurano con

respecto al del propofol Esto podriacutea estar relacionado con el aumento del flujo

hepaacutetico encontrado en el grupo del sevoflurano

Es comuacuten la hiperbilirrubinemia en los pacientes tras de la implantacioacuten

de una AMC por disfuncioacuten endotelial del sinusoide hepaacutetico 265 o por la

congestioacuten cardiaca 266 En nuestro trabajo la bilirrubina total fue mayor en los

animales anestesiados con propofol (a los 30 minutos de asistencia parcial) con

respecto al grupo del sevoflurano Este hallazgo podriacutea estar relacionado con la

reduccioacuten del flujo sanguiacuteneo en el hiacutegado y el corazoacuten en el grupo del

propofol con respecto a los cerdos anestesiados con sevoflurano

13 Discusioacuten13

13 13 13

142

En nuestro trabajo no hemos encontrado diferencias significativas entre

los dos faacutermacos (sevoflurano y propofol) en el flujo sanguiacuteneo en el rintildeoacuten

pulmoacuten e intestino tras la implantacioacuten de una bomba centriacutefuga Biomeacutedicus

540 en un modelo porcino

La concentracioacuten plasmaacutetica de creatinina ha sido validada cliacutenicamente

como marcador de la funcioacuten renal 267y es maacutes fiable que la urea como

marcador rutinario de funcioacuten renal 268 Seguacuten estudios previos el sevoflurano

no produce aumentos en la creatinina tras la cirugiacutea electiva de la arteria

coronaria 269 ni tras cirugiacuteas no cardiacas 270-274 De hecho exposiciones a

altas concentraciones (3) de sevoflurano durante 8 horas no produjo cambios

cliacutenicamente significativos en los marcadores de disfuncioacuten renal 275 Siacute se ha

visto un aumento en la glucosuria albuminuria y proteinuria tras cirugiacuteas

centrales en comparacioacuten con cirugiacuteas en aacutereas perifeacutericas tanto con el

sevoflurano (05-15 MAC) como con el propofol disminuyendo la

concentracioacuten plasmaacutetica de urea pero sin aumentar la concentracioacuten

plasmaacutetica de creatinina 276 En nuestro estudio no hemos medido otros

marcadores como enzimas urinarias por la imposibilidad debido al protocolo (al

ser un experimento agudo el animal se sacrificoacute una vez terminado el

estudio)Tras la cirugiacutea de arteria coronaria con bypass cardiopulmonar los

niveles de creatinina no aumentaron en ninguno de los dos grupos (sevoflurano

y propofol) 230

En nuestro trabajo el sevoflurano fue superior en lo referente al flujo

cerebral cardiaco y hepaacutetico sin embargo no encontramos diferencias

13 Discusioacuten13

13 13 13

143

significativas en otros oacuterganos como son el rintildeoacuten el pulmoacuten y el intestino La

diferente respuesta del sevoflurano al flujo sanguiacuteneo de los oacuterganos podriacutea

explicarse por su efecto dependiente de la dosis 47 64 228

En nuestra institucioacuten el Hospital General Universitario Gregorio

Marantildeoacuten se ha desarrollado un programa de AMC Como hemos sentildealado

anteriormente el manejo anesteacutesico en los pacientes a los que se les implanta

un dispositivo de AMC es fundamental durante el periodo intraoperatorio y

postoperatorio Los resultados de nuestro trabajo sugieren que la eleccioacuten de

un protocolo anesteacutesico basado en la anestesia inhalatoria con sevoflurano

podriacutea ser beneficioso en estos pacientes al aumentar el flujo sanguiacuteneo

cerebral cardiaco y hepaacutetico A pesar de que el tiempo que transcurre en la

implantacioacuten de una AMC es relativamente corto el uso de anesteacutesicos

volaacutetiles en cirugiacutea cardiaca ha demostrado una disminucioacuten de las

complicaciones cardiovasculares a largo plazo asiacute como de la mortalidad 277

Tambieacuten es importante sentildealar que la administracioacuten de sevoflurano durante el

periodo intraoperatorio y postoperatorio en pacientes sometidos a cirugiacutea de

bypass aortocoronario sin circulacioacuten extracorpoacuterea mejora el efecto

cardioprotector con respecto a la administracioacuten del mismo uacutenicamente durante

el periodo intraoperatorio 255 Por uacuteltimo no olvidemos la alta incidencia de

complicaciones asociadas a los dispositivos de AMC lo que obliga al paciente

a permanecer durante largos periodos de tiempo en las unidades de cuidados

especiales sedados La sedacioacuten con sevoflurano en estas unidades es posible

13 Discusioacuten13

13 13 13

144

gracias a la existencia de unos dispositivos especiales (AnaConDa (acroacutenimo

de ldquodispositivo dispensador de anestesiardquo) 255

Nuestro grupo de investigacioacuten desarrolla desde hace varios antildeos una

liacutenea de trabajo centrada en la optimizacioacuten de los dispositivos de AMC en

modelos experimentales animales intentando mejorar los programas de

asistencia ventricular En este trabajo hemos estudiado diferentes faacutermacos

anesteacutesicos (sevoflurano y propofol) buscando una mejor perfusioacuten de los

oacuterganos en los pacientes con asistencia circulatoria Tras los resultados de esta

tesis doctoral nuestro grupo de investigacioacuten ha iniciado el estudio de la

optimizacioacuten en lo referente a la monitorizacioacuten hemodinaacutemica en los

dispositivos de AMC en un modelo experimental animal La medicioacuten del gasto

cardiaco es esencial para proporcionar un tratamiento oacuteptimo a los pacientes

en estado criacutetico que necesitan asistencia ventricular 205 Hasta el momento

actual el cateacuteter de Swan-Ganz (cateacuteter de arteria pulmonar) es el uacutenico

meacutetodo disponible para la medicioacuten del gasto cardiaco continuo sin embargo

su uso se ve limitado por su caraacutecter altamente invasivo Nuestro grupo de

investigacioacuten busca alternativas al cateacuteter de arteria pulmonar es decir una

monitorizacioacuten menos invasiva para disminuir la morbilidad y mortalidad de los

pacientes portadores de AMC Por lo que se analizaraacute la correlacioacuten en el gasto

cardiaco entre la termodilucioacuten transpulmonar (sistema PiCCO) y la

termodilucioacuten pulmonar (cateacuteter de arteria pulmonar) en los dispositivos de

AMC

13 Discusioacuten13

13 13 13

145

Al analizar nuestro trabajo experimental hemos encontrado las

siguientes limitaciones que trataremos de corregir en futuros estudios

En primer lugar la AMC estaacute disentildeada para ser utilizada en los

pacientes con insuficiencia cardiacuteaca por lo tanto nuestros resultados no

pueden ser directamente aplicables a la praacutectica cliacutenica ya que nuestro trabajo

se ha realizado con animales sanos tal como se describe en otros trabajos

publicados 160 278 Si bien se eligieron cerdos pues su sistema cardiovascular

es parecido al de los humanos 279 la limitacioacuten del corazoacuten sano deberiacutea

abordarse en un modelo animal de shock cardiogeacutenico

En segundo lugar hemos estudiado los efectos a corto plazo de los

anesteacutesicos (propofol y sevoflurano) en animales con una AMC por lo que

seriacutea importante realizar estudios que evaluacuteen si estas diferencias se

mantienen en el tiempo

En tercer lugar tanto en los modelos animales como en la praacutectica

cliacutenica los efectos de los anesteacutesicos inhalados sobre el flujo sanguiacuteneo de los

oacuterganos pueden ser dependientes de la dosis administrada 47 64 228 La

concentracioacuten de sevoflurano utilizada en nuestro trabajo fue el 2 en volumen

espirado que representa aproximadamente 1 CAM en los seres humanos

concentracioacuten utilizada en otros estudios que muestran efectos beneficiosos en

un modelo de isquemia-reperfusioacuten tras oclusioacuten de la aorta toraacutecica en cerdos

280 Seraacuten por tanto necesarios nuevos estudios para evaluar la relacioacuten dosis-

dependencia y buscar un umbral de mejora del flujo sanguiacuteneo a nivel

orgaacutenico

13 Discusioacuten13

13 13 13

146

No podemos olvidar la necesidad de los ensayos cliacutenicos aleatorizados

que confirmen en humanos los resultados obtenidos en este trabajo y que

muestren su repercusioacuten cliacutenica

147

6- CONCLUSIONES

13 Conclusiones13

13 13 13

148

1 El sevoflurano muestra con respecto al propofol un aumento significativo

del flujo sanguiacuteneo en el cerebro corazoacuten e hiacutegado en un dispositivo de AMC

de flujo continuo en un modelo porcino Sin embargo no hemos encontrado

diferencias en el flujo sanguiacuteneo del pulmoacuten rintildeoacuten e intestino

2 No hemos encontrado diferencias significativas en las variables

hemodinaacutemicas de gasometriacutea arterial y hematoloacutegicas entre los dos grupos

(sevoflurano y propofol) en un dispositivo de AMC de flujo continuo

3 No hemos encontrado diferencias significativas en los marcadores

plasmaacuteticos de dantildeo tisular entre los dos grupos (sevoflurano y propofol) en un

dispositivo de AMC de flujo continuo

4 No hemos encontrado diferencias significativas en los marcadores

plasmaacuteticos de respuesta inflamatoria y estreacutes oxidativo entre los dos grupos

(sevoflurano y propofol) en un dispositivo de AMC de flujo continuo

149

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middle cerebral artery flow velocity and plasma inorganic fluoride

concentrations in neurosurgical patients receiving sevoflurane or

isoflurane Anesth Analg 199785(3)587ndash92

240 Petersen KD Landsfeldt U Cold GE Petersen CB Mau S Hauerberg

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241 Slaughter MS Sobieski MA Gallagher C Dia M Silver MA Low

incidence of neurologic events during long-term support with the

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200835(3)245-9

242 Saeki Y Hasegawa Y Shibamoto T Yamaguchi Y Hayashi T

Tanaka S et al The effects of sevoflurane enflurane and isoflurane on

baroreceptor-sympathetic reflex in rabbits Anesth Analg

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243 Kanaya N Kawana S Tsuchida H Miyamoto A Ohshika H Namiki A

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halothane in cultured neonatal rat ventricular myocytes Anesth Analg

199887(5)1041-7

244 Ebert TJ Muzi M Lopatka CW Neurocirculatory responses to

sevoflurane in humans A comparison to desflurane Anesthesiology

199583(1)88-95

245 Cope DK Impastato WK Cohen MV Downey JM Volatile anesthetics

protect the ischemic rabbit myocardium from infarction Anesthesiology

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13 13 13

182

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246 Preckel B Schlack W Comfegravere T Obal D Barthel H Thaumlmer V

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reperfusion injury after regional myocardial ischaemia in the rabbit heart

in vivo Br J Anaesth 199881(6)905-12

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Sevoflurane reduces myocardial infarct size and decreases the time

threshold for ischemic preconditioning in dogs Anesthesiology

199991(5)1437-46

248 Zaugg M Lucchinetti E Spahn DR Pasch T Schaub MC Volatile

anesthetics mimic cardiac preconditioning by priming the activation of

mitocondrial KATP channels via multiple signaling pathways

Anesthesiology 2002 97(1)4-14

249 Hanouz JL Yvon A Massetti M Lepage O Babatasi G Khayat A

Bricard H Geacuterard JL Mechanisms of desflurane-induced preconditioning

in isolated human right atria in vivo Anesthesiology 200297(1)33-41

250 Zhao J Wang F Zhang Y Jiao L Lau WB Wang L et al Sevoflurane

preconditioning attenuates myocardial ischemiareperfusion injury via

caveolin-3-dependent cyclooxygenase-2 inhibition Circulation 2013

128(11 Suppl 1)S121-9

251 Shiomi M Miyamae M Takemura G Kaneda K Inamura Y Onishi A

et al Induction of autophagy restores the loss of sevoflurane cardiac

preconditioning seen with prolonged ischemic insult Eur J Pharmacol

201472458-66

252 Zhou C Li H Yao Y Li L Delayed remote ischemic preconditioning

13 Bibliografiacutea13

13 13 13

183

produces an additive cardioprotection to sevoflurane postconditioning

through an enhanced heme oxygenase 1 level partly via nuclear factor

erythroid 2-related factor 2 nuclear translocation J Cardiovasc

Pharmacol Ther 201419(6)558-66

253 De Hert SG Cromheecke S ten Broecke PW Mertens E De Blier IG

Stockman BA et al Effects of Propofol Desflurane and Sevoflurane on

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254 Malagon I Hogenbirk K van Pelt J Hazekamp MG Bovill JG Effect

of three different anaesthetic agents on the postoperative production of

cardiac troponin T in paediatric cardiac surgery Br J Anaesth

200594(6)805-9

255 Guerrero Orriach JL Galaacuten Ortega M Ramirez Aliaga M Iglesias P

Rubio Navarro M Cruz Mantildeas J Prolonged sevoflurane administration in

the off-pump coronary artery bypass graft surgery beneficial effects J

Crit Care 201328(5)879e13-8

256 Ko SH Yu CW Lee SK Choe H Chung MJ Kwak YG et al Propofol

attenuates ischemia-reperfusion injury in the isolated rat heart Anesth

Analg 199785(4)719-24

257 Sun HY Xue FS Xu YC Li CW Xiong J Liao X el al Propofol

improves cardiac functional recovery after ischemia-reperfusion by up

regulating nitric oxide synthase activity in the isolated rat hearts Chin

Med J (Engl) 2009122(24)3048-54

258 Mets B The pharmacokinetics of anesthetic drugs and adjuvants

during cardiopulmonary bypassActa Anaesthesiol

13 Bibliografiacutea13

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Malbouisson LM et al Effects of cardiopulmonary bypass on propofol

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(Sao Paulo) 200964(3)215-21

260 Bernard JM Doursout MF Wouters P Hartley CJ Merin RG Chelly

JE Effects of sevoflurane and isoflurane on hepatic circulation in the

chronically instrumented dog Anesthesiology 199217(3)541-5

261 Nielsen VG Tan S Kirk KA et al Halothane and xanthine oxidase

increase hepatocellular enzyme release and circulating lactate after

ischemia-reperfusion in rabbits Anesthesiology 199787(4)908-17

262 Caglayan F Caglayan O Gunel E Elcuman Y Cakmak M Intestinal

ischemia-reperfusion and plasma enzyme levels Pediatr Surg Int

200218(4)255-7

263 Abrahacirco MS Montero EFS Junqueira VBC Giavarotti L Juliano Y

Fagundes DJ Biochemical and morphological evaluation of ischemia-

reperfusion injury in rat small bowel modulated by ischemic

preconditioning Transplant Proc 200436(4)860-2

264 Sachs SM Morton JH Schwartz SI Acute mesenteric ischemia

Surgery 198292(4)646-53

265 Yamaguchi T Sawa Y Masai T Nishimura M Chang JC Nishida T

Ohtake S Matuda H Hepatic sinusoid endothelial dysfunction plays a

role in hyperbilirubinemia in patients following implantation of an LVAD

ASAIO J 199743(5)M449-52

266 Miller LW Lietz K Candidate selection for long-term left ventricular

13 Bibliografiacutea13

13 13 13

185

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200625(7)756-64

267 Bellomo R Acute renal failure En Oh T Oxford Butterworth-

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268 Isles CG Paterson JR Serum creatinine and urea Make the most of

these simple test Br J Hosp Med 199655(8)513-6

269 Story DA Poustie S Liu G McNicol PL Changes in plasma creatinine

concentration after cardiac anesthesia with isoflurane propofol or

sevoflurane a randomized clinical trial Anesthesiology 200195(4)842-

8

270 Mazze RI Callan CM Galvez ST Delgado-Herrera L Mayer DB The

effects of sevoflurane on serum creatinine and blood urea nitrogen

concentrations A retrospective twenty-two-center comparative

evaluation of renal function in adult surgical patients Anesth Analg

200090(3)683-8

271 Groudine SB Fragen RJ Kharasch ED Eisenman TS Frink EJ

McConnell S Comparison of renal function following anesthesia with

low-flow sevoflurane and isoflurane J Clin Anesth 199911(3)201-7

272 Bito H Ikeuchi Y Ikeda K Effects of low-flow sevoflurane anesthesia

on renal function Comparison with high-flow sevoflurane anesthesia and

low-flow isoflurane anesthesia Anesthesiology 199786(6)1231-7

273 Obata R Bito H Ohmura M Moriwaki G Ikeuchi Y Katoh T et al The

effects of prolonged low-flow sevoflurane anesthesia on renal and

hepatic function Anesth Analg 200091(5)1262-8

274 Kharasch ED Frink EJ Jr Zager R Bowdle TA Artru A Nogami WM

13 Bibliografiacutea13

13 13 13

186

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function using sensitive markers of tubular toxicity Anesthesiology1997

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275 Ebert TJ Frink EJ Jr Kharasch ED Absence of biochemical evidence

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199888(3)601-10

276 Ebert TJ Arain AR Renal responses to low-flow desflurane

sevoflurane and propofol in patients Anesthesiology 200093(6)1401-6

277 De Hert S Vlasselaers D Barbeacute R Ory JP Dekegel D Donnadonni

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278 Tuzun E Narin C Gregoric ID Cohn WE Frazier OH Ventricular

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279 Dodds WJ The pig model for biomedical research Federation Proc

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280 Annecke T Kubitz JC Kahr S Hilberath JM Langer K Kemming GI

et al Effects of sevoflurane and propofol on ischaemia-reperfusion injury

after thoracic-aortic occlusion in pigs Br J Anaesth 2007 May98(5)581-

90

187

8- IacuteNDICE DE FIGURAS Y TABLAS

13 Iacutendice13 de13 Figuras13 y13 Tablas13

13 13 13

188

Iacutendice de Figuras

Paacuteg

Figura 1 Estructura quiacutemica de los agentes halogenados 32

Figura 2 Distribucioacuten del tipo de asistencia ventricular previa al

trasplante por periodos

48

Figura 3 Presiones en el sistema circulatorio 52

Figura 4 Tipos de bombas seguacuten el flujo que producen 53

Figura 5 Fotografiacutea de la bomba Biomeacutedicus 59

Figura 6 Vista panoraacutemica del quiroacutefano de la Unidad de Cirugiacutea

Experimental del Hospital General Universitario Gregorio Marantildeoacuten

80

Figura 7 Respirador Draumlger SA 1 82

Figura 8 Capnoacutegrafo Ohmeda 82

Figura 9 Analizador de gases en sangre GEMregPremiere 82

Figura 10 Fotografiacutea y esquema de la bomba Biomeacutedicus 83

Figura 11 Motor de la consola una vez implantada la bomba

Biomeacutedicus

84

Figura 12 Consola Biomeacutedicus 85

Figura 13 Separacioacuten de la aorta y la arteria pulmonar 94

Figura 14 Clampaje lateral aorta toraacutecica ascendente (A)

Exposicioacuten aacutepex ventriacuteculo y colocacioacuten suturas circulares (B)

Caacutenula de drenaje ventriacuteculo izquierdo (aferente) y Caacutenula aoacutertica

13 Iacutendice13 de13 Figuras13 y13 Tablas13

13 13 13

189

(eferente) (C) 96

Figura 15 Flujo sanguiacuteneo cerebral en ambos loacutebulos frontales en

los grupos Sevoflurano (S) y Propofol (P) antes de asistencia

(AAs) y a los 30 minutos de la asistencia parcial (AP 30acute) loacutebulo

derecho (A) y loacutebulo izquierdo (B)

123

Figura 16 Flujo sanguiacuteneo en el ventriacuteculo derecho (A) y en el

pulmoacuten (B) en los grupos Sevoflurano (S) y Propofol (P) antes de

asistencia (AAs) y a los 30 minutos de la asistencia parcial (AP

30acute)

125

Figura 17 Flujo sanguiacuteneo en el ventriacuteculo izquierdo en los grupos

Sevoflurano (S) y Propofol (P) antes de asistencia (AAs) y a los 30

minutos de la asistencia parcial (AP 30acute) epicardio (A) y

endocardio (B)

127

Figura 18 Flujo sanguiacuteneo en el rintildeoacuten en los grupos Sevoflurano

(S) y Propofol (P) antes de asistencia (AAs) y a los 30 minutos de

la asistencia parcial (AP 30acute) rintildeoacuten derecho (A) y rintildeoacuten izquierdo

(B)

129

Figura 19 Flujo sanguiacuteneo en el hiacutegado (A) y en el intestino (B) en

los grupos Sevoflurano (S) y Propofol (P) antes de asistencia

(AAs) y a los 30 minutos de la asistencia parcial (AP 30acute)

131

13 Iacutendice13 de13 Figuras13 y13 Tablas13

13 13 13

190

Iacutendice de Tablas

Paacuteg

Tabla 1 Distribucioacuten de la edad peso y talla en los dos grupos

experimentales grupo Propofol y grupo Sevoflurano 112

Tabla 2 Variables Hemodinaacutemicas I mediciones antes del

clampaje (Basal) antes de la asistencia (AAs) y tras 30 minutos

de asistencia parcial (AP 30acute) en el grupo Propofol y en el grupo

Sevoflurano

114

Tabla 3 Variables Hemodinaacutemicas II mediciones antes del

clampaje (Basal) antes de la asistencia (AAs) y tras 30 minutos

de asistencia parcial (AP 30acute) en el grupo Propofol y en el grupo

Sevoflurano

115

Tabla 4 Variables Hemodinaacutemicas III mediciones antes del

clampaje (Basal) antes de la asistencia (AAs) y tras 30 minutos

de asistencia parcial (AP 30acute) en el grupo Propofol y en el grupo

Sevoflurano

116

Tabla 5 Variables de la gasometriacutea arterial mediciones antes

del clampaje (Basal) antes de la asistencia (AAs) y tras 30

minutos de asistencia parcial (AP 30acute) en el grupo Propofol (n=5)

y en el grupo Sevoflurano (n=5)

117

Tabla 6 Variables hematoloacutegicas mediciones antes del

clampaje (Basal) antes de la asistencia (AAs) y tras 30 minutos

de asistencia parcial (AP 30acute) en el grupo Propofol y en el grupo

Sevoflurano

118

Tabla 7 Variables bioquiacutemicas de marcadores de dantildeo tisular

mediciones antes del clampaje (Basal) antes de la asistencia

(AAs) y tras 30 minutos de asistencia parcial (AP 30acute) en el grupo

13 Iacutendice13 de13 Figuras13 y13 Tablas13

13 13 13

191

Propofol y en el grupo Sevoflurano 120

Tabla 8 Variables de la respuesta inflamatoria mediciones antes

del clampaje (Basal) antes de la asistencia (AAs) y tras 30

minutos de asistencia parcial (AP 30acute) en el grupo Propofol y en

el grupo Sevoflurano

121

Tabla 9 Microesferas en ambos hemisferios cerebrales antes

de la asistencia (AAs) y tras 30 minutos de asistencia parcial

(AP 30acute) en el grupo Propofol y en el grupo Sevoflurano

122

Tabla 10 Microesferas en el ventriacuteculo derecho y pulmoacuten antes

de la asistencia (AAs) y tras 30 minutos de asistencia parcial (AP

30acute) en el grupo Propofol y en el grupo Sevoflurano

124

Tabla 11 Microesferas en el ventriacuteculo izquierdo antes de la

asistencia (AAs) y tras 30 minutos de asistencia parcial (AP 30acute)

en el grupo Propofol y en el grupo Sevoflurano

126

Tabla 12 Microesferas en el rintildeoacuten antes de la asistencia (AAs) y

tras 30 minutos de asistencia parcial (AP 30acute) en el grupo

Propofol y en el grupo Sevoflurano

128

Tabla 13 Microesferas en el hiacutegado y en el intestino antes de la

asistencia (AAs) y tras 30 minutos de asistencia parcial (AP 30acute)

en el grupo Propofol y en el grupo Sevoflurano

130

192

9- ANEXO

Research ArticleEffects of Sevoflurane and Propofol on Organ Blood Flow inLeft Ventricular Assist Devices in Pigs

Paloma Morillas-Sendiacuten1 Emilio Delgado-Baeza2

Mariacutea Jesuacutes Delgado-Martos2 Moacutenica Barranco1 Juan Francisco del Cantildeizo2

Manuel Ruiacutez3 and Begontildea Quintana-Villamandos14

1Department of Anesthesiology and Intensive Care Gregorio Maranon University General Hospital 28007 Madrid Spain2Department of Experimental Medicine and Surgery Gregorio Maranon University General Hospital 28007 Madrid Spain3Department of Cardiac Surgery Gregorio Maranon University General Hospital 28007 Madrid Spain4Department of Pharmacology Faculty of Medicine Complutense University 28040 Madrid Spain

Correspondence should be addressed to Begona Quintana-Villamandos begoquintigmailcom

Received 26 March 2015Revised 16June 2015Accepted 29 June 2015

Academic Editor Giulio Agnetti

Copyright copy 2015Paloma Morillas-Sendın et alThis is an open access article distributed under the Creative Commons AttributionLicense which permits unrestricted use distribution and reproduction in any medium provided the original work is properly cited

The aim of this study was to assess the effect of sevofl rane and propofol on organ blood flow in a porcine model with a leftventricular assist device (LVAD) Ten healthy minipigs were divided into 2 groups (5 per group) according to the anestheticreceived (sevoflurane or propofol) A Biomedicus centrifugal pump was implanted Organ blood fl w (measured using coloredmicrospheres) markers of tissue injury and hemodynamic parameters were assessed at baseline (pump off) and after 30 minutesof partial support Blood fl w was signific ntly higher in the brain (both frontal lobes) heart (both ventricles) and liver after30 minutes in the sevoflurane group although no signific nt differences were recorded for the lung kidney or ileum Serumlevels of alanine aminotransferase and total bilirubin were signific ntly higher after 30 minutes in the propofol group althoughno signific nt differences were detected between the groups for other parameters of liver function kidney function or lactic acidlevels The hemodynamic parameters were similar in both groups We demonstrated that compared with propofol sevofl raneincreases blood fl w in the brain liver and heart after implantation of an LVAD under conditions of partial support

1 Introduction

Ventricular assist devices (VADs) are a promising therapeuticoption for patients with advanced heart failure VADs canact as a bridge to transplantation as a destination therapyfor patients with contraindications to transplantation or asa bridge to a future recovery [1ndash3] In the last few decadesVADs have been increasingly used in patients with end-stageheart failure because heart transplantation is limited by amarked lack of donors [4]

The main purpose of a VAD is to maintain perfusion ofvital organs To improve the clinical output of the VAD it isnecessary to optimize perioperative conditions (continuous-fl w VAD hemodynamic monitors and anesthetic drugs)[5 6] Although several studies show the effects of the VAD

on organ blood flow (heart brain liver and kidney) [7ndash9]the eff ct of anesthetics on organ blood flow in patients witha VAD has not been analyzed to date Several studies havereported data on the response of organ blood flow to theadministration of various anesthetics [10ndash13] although thiseffect remains unclear for VADs

Given the benefici l effects of volatile anesthetics (sevo-flurane) compared with intravenous anesthesia (propofol)on organ blood fl w during cardiovascular surgery [14ndash17]we hypothesized that compared with propofol sevofluranewould increase organ blood flow in patients with a lef t AD(LVAD) The aim of this study was to investigate differencesbetween the effect of sevoflurane-based volatile anestheticand that of propofol-based intravenous anesthetics on organblood flow (brain liver heart kidney lung and intestine)

Hindawi Publishing CorporationBioMed Research InternationalArticle ID 898373

2 BioMed Research International

(a) (b)

(c)

Figur e 1LVAD placement Aortic partial cross-clamp (a) Implant of the input cannula through the apex of the left ventricle (b and c)

and to assess markers of tissue injury aft r implantation ofan LVAD (continuous centrifugal pump) under conditions ofpartial support in a porcine model

2 Methods

Th animals used in our experiment were from the farmof the Technological Institute of Agrarian Development(EX 013-C) (Community of Madrid Spain) Th pigs weremoved from this farm to the Experimental Medicine andSurgery Unit Gregorio Maranon University General Hospital(ES280790000087) where they remained under a controlledenvironment until the intervention (20ndash22∘C and relativehumidity of 55) The study was performed in accordancewith European Union guidelines on the protection of ani-mals used for experimental and other scientifi purposes(Directive 201063EU and Spanish Royal Decree RD 532013BOE) and was approved by the Ethics Committee GregorioMaranon University General Hospital Madrid Spain

21 Experimental Design Th study was conducted withten healthy minipigs Animals were block-randomized(Microsoft Excel 2003) to receive either propofol in contin-uous perfusion as anesthetic maintenance (propofol group119899 = 5) or sevoflurane (sevoflurane group 119899 = 5)

211Anesthesia Protocol Th animals were simultaneouslypremedicated with intramuscular ketamine 20 mgkg (Keto-lar Parke-Davis Madrid Spain) and atropine 004 mgkg(Atropina Braun Serra-Pamies Reus Spain) Pulse oximetryand electrocardiographic monitoring were performed in

the operating room The pigs were provided with oxygen100 via a face mask a 20 G cannula was inserted intoan ear vein and anesthesia was induced with intravenousfentanyl 25120583gkg (Fentanest Kern Pharma BarcelonaSpain) and propofol 4 mgkg (Diprivan 1 AstraZenecaMadrid Spain) After intubation the animal was con-nected to a volume-controlled ventilator (Drager SA1Drager Medical AG Lubeck Germany) with FIO

2of 1

an inspiratory expiratory ratio of 1 2 a tidal volume of12ndash15mLkg and the respiratory rate adjusted to main-tain normocapnia as previously described [18] Anesthesiawas maintained with intravenous fentanyl (25120583gkg30 min)in all animals and propofol in continuous infusion (11-12mgkgh) (propofol group) or 2 sevoflurane (sevofluranegroup) All animals received an infusion of saline solution(8 mLkgh) A 9 F arterial catheter was inserted into the rightfemoral artery and a pulmonary artery catheter (75 F Swan-Ganz CCOmbo catheter Edwards Lifesciences Irvine CAUSA) connected to an oximetry monitor (Vigilance EdwardsCritical-Care Division Irvine CA USA) was inserted intothe right internal jugular vein

212Surgical Protocol A Biomedicus 540 centrifugal pumpwas implanted in the minipigs undergoing continuous-fl wsupport After median sternotomy the animal was hep-arinized at a dose of 4 mgkg An aortic partial cross-clampwas applied (just for anastomosing the output cannula ofthe LVAD to the aorta) and a 2 cm aortotomy performed(Figure 1(a)) Th output cannula of the LVAD was anas-tomosed to the ascending aorta and the input cannula

BioMed Research International 3

(23 F Medtronic Ultraflex Metdtronic Inc MinneapolisUSA) was placed through the apex of the left ventricleTh implant of the input cannula is practiced by placingtwo circular sutures (Figure 1(b)) and then the cannula wasplaced with two turnstiles around the cannula (Figure 1(c))Finally both cannulas were connected to the device LVADplacement was without cardiopulmonary bypass and withoutcardioplegia Console parameters were adjusted to obtain apump fl w of 50 (partial support) of the baseline cardiacoutput (cardiac output before LVAD is initiated) using thepulmonary artery catheter for 30 minutes Input flow wasmeasured using an ultrasound transducer (EMTEC Ger-many) attached to the input cannula of the device

22 Organ Blood FlowMeasurements Colored microspheres(Dye-Trak Triton Technology Inc San Diego CA USA)were used to measure organ blood flow Once the LVAD wasimplanted (before the start of LVAD baseline) yellow micro-spheres (diameter of 12 microns) were injected into the leftatrium (15 million microspheres per injection) The LVADwas then initiated and violet microspheres were injectedafter 30 minutes of partial support After each experimentthe animal was sacrific d using potassium chloride andtissue samples of both brain hemispheres (right and leftfrontal lobe) heart (right and left ventricles) liver lung(middle lobe of right lung) kidney and ileum were obtainedto measure organ blood fl w Th basic principle of alldeposition techniques for regional fl w measurement is thatthe deposition is proportional to the flow (per unit volume ormass of tissue) Due to the movement of microspheres out ofthe capillaries into the interstitium retention of microspheresis excellent Th idea is that deposited markers give a measureof flow per unit volume of tissue at the level of the capillariesTh microspheres were isolated from tissue by digestionwith potassium hydroxide they were centrifugated the dyeswere extracted from the colored microspheres and theseparation of colors and measurement of their concentrationwas performed by spectrometry [19 20]

23 Markers of Tissue Injury Serum levels of total biliru-bin alanine aminotransferase aspartate aminotransferasegamma-glutamyl transpeptidase and alkaline phosphatasewere evaluated as parameters of hepatobiliary functionCreatinine and urea were studied as parameters of renalfunction Lactate dehydrogenase and lactate were measuredas nonspecifi indicators of tissue injury All previouslydescribed markers of tissue injury and nitric oxide (NO) werestudied at baseline (after implantation before turning it on)and 30 minutes aft r implantation of the LVAD

24 Hemodynamic Measurements Th hemodynamic dataincluded heart rate mean arterial pressure mean pulmonaryarterial pressure central venous pressure pulmonary cap-illary wedge pressure systemic vascular resistance indexpulmonary vascular resistance index continuous cardiacoutput and mixed venous oxygen saturation all of whichwere recorded at baseline and 30 minutes after implantationof the LVAD Body temperature was also studied

25 Hematologic Parameters and Arterial Blood Gas Mea-surements A femoral arterial catheter was used to performthe hematologic and blood gas analyses at baseline and 30minutes after implantation of the LVAD

26 Data Analysis and Statistics Th primary endpoint wasorgan blood fl w in the LVAD which was compared betweenthe two groups The variable was expressed as mean plusmnSEM We used the Kolmogorov-Smirnov test to analyze thedistribution of quantitative variables between-group com-parisons were based on the 119905-test for independent samplesStatistical signific nce was set at a 119875 value of lt005 Thestatistical analysis was performed using IBM SPSS Statisticsfor Windows version 200 (IBM Corp Armonk NY USA)and S-PLUS 61

3 Results

31 Physiological Parameters No differences were detectedbetween the groups (sevoflurane versus propofol) in terms ofage (143 plusmn 7 versus 126 plusmn 10 days 119875 = 028) weight (34 plusmn 1versus 25plusmn3 kg119875 = 0052) or height (93plusmn2 versus 87plusmn1 cm119875 = 007)

32 Effect of Anesthetics on Organ Blood Flow Blood flowwas significantly higher in the brain (both frontal lobes)(Figures 2(a) and 2(b)) heart (both ventricles) (Figures 3(a)and 3(b)) and liver (Figure 4(a)) after 30 minutes of partialsupport in the sevofl rane group than in the propofol groupalthough no significant diff rences were recorded for the lung(Figure 4(b)) kidney (Figure 5(a)) or ileum (Figure 5(b))

33 Effe t of Anesthetics onMarkers of Tissue Injury and NitricOxide Serum levels of alanine aminotransferase and totalbilirubin were signific ntly higher after 30 minutes of partialsupport in the group that received propofol However therewere no significant diff rences between the groups in otherparameters of liver function and kidney function or in lacticacid levels (Table 1) There were no diff rences between thegroups in nitric oxide in plasma (Table 1)

34 Hemodynamic Parameters No differences were foundbetween the groups in pump fl w of LVAD (propofolgroup 094 plusmn 009 Lmin versus sevoflurane group 101 plusmn009 Lmin)

The hemodynamic parameters showed marked stabilityin both groups there were no significant diff rences ineither the sevofl rane group or the propofol group beforeimplantation of the LVAD and aft r 30 minutes of partialsupport (Table 2)

35 Hematologic Parameters and Blood Gas Analysis Nostatistically signific nt differences were found between thegroups for hemoglobin and hematocrit after 30 minutes(Table 3) Arterial oxygenation systemic arterial PCO

2

bicarbonate and pH were similar in both groups beforeimplantation and aft r 30 minutes of partial support(Table 3)

4 BioMed Research International

P(lowast)

S

P

S

0

50

100

150

200

250M

icro

sphe

res (

)

Baseline

Right cerebral hemisphere

PS 30min

(a)

P(lowast)

Baseline

SP

S

0

50

100

150

200

250

Mic

rosp

here

s (

)

Left cerebral hemisphere

PS 30min

(b)

Figur e 2 Date are expressed as the mean plusmn standard error of the mean Cerebral blood fl w in the right frontal lobe (a) and left frontal lobe(b) of pigs with a ventricular assist device in both groups sevofl rane (S) and propofol (P) at baseline and after 30 minutes of partial supportStatistically signific nt differences are shown lowast119875 lt 005 versus sevofl rane

P(lowast)

Baseline

SP

S

0

50

100

150

200

250

Mic

rosp

here

s (

)

Right ventricle

PS 30min

(a)

P(lowast)

S

P

S

0

50

100

150

200

250

Mic

rosp

here

s (

)

Baseline

Left entricle

PS 30min

(b)

Figur e 3 Date are expressed as the mean plusmn standard error of the mean Blood fl w in the right ventricle (a) and left ventricle (b) of pigs witha ventricular assist device in both groups sevofl rane (S) and propofol (P) at baseline and after 30 minutes of partial support Statisticallysignific nt differences are shown lowast119875 lt 005 versus sevofl rane

P(lowast)

SP

S

0

50

100

150

200

250

Mic

rosp

here

s (

)

Baseline

Liver

PS 30min

(a)

Baseline

S

P

S

P

0

50

100

150

200

250

Mic

rosp

here

s (

)

Lung

PS 30min

(b)

Figur e 4 Date are expressed as the mean plusmn standard error of the mean Blood flow in the liver (a) and lung (b) of pigs with a ventricular assistdevice in both groups sevoflurane (S) and propofol (P) at baseline and after 30 minutes of partial support Statistically signific nt differencesare shown lowast119875 lt 005 versus sevofl rane

BioMed Research International 5

S P

SP

0

50

100

150

200

250M

icro

sphe

res (

)

Baseline

Kidney

PS 30min

(a)

Baseline

S

P

S

P

0

50

100

150

200

250

Mic

rosp

here

s (

)

Ileum

PS 30min

(b)

Figur e 5 Date are expressed as the mean plusmn standard error of the mean Blood fl w in the kidney (a) and ileum (b) of pigs with a ventricularassist device in both groups sevofl rane (S) and propofol (P) at baseline and after 30 minutes of partial support

4 Discussion

Th results obtained show that compared with propofolanesthesia with sevoflurane increases blood fl w in thebrain liver and heart tissue aft r implantation of an LVADunder conditions of partial support in a porcine model Inaddition increased levels of serum markers of cellular injuryin LVAD were observed with propofol To our knowledgethis is the first study to demonstrate a benefici l effect ofsevofl rane compared with propofol on organ blood flow in aBiomedicus 540 centrifugal pump in a porcine model The efindi gs justify further investigation to determine whethersevoflurane modifie organ blood fl w in clinical settings

Th number of patients diagnosed with advanced heartfailure is increasing worldwide and LVAD is a pivotaltreatment option for end-stage heart failure [21] Becausecomplications in the use of LVAD (multiple organ fail-ure right ventricular failure neurological dysfunction andarrhythmias) have been reported [22 23] anesthesia andperioperative management of these critically compromisedpatients requires extensive monitoring special anestheticmanagement with appropriate drugs and expert postopera-tive care [24 25]

41Effect of Anesthetics on Organ Blood Flow Several studieshave reported changes in organ blood flow in responseto the administration of volatile anesthetics and propofol[11ndash13 26ndash28] although this effect has not been analyzedduring implantation of an LVAD Sevofl rane and propo-fol are frequently used as maintenance anesthetics duringplacement of an LVAD [29] Some authors have associatedreduced cerebral blood fl w with both drugs [12] howeverwe only found greater cerebral blood flow in sevofl rane-anesthetized animals with an LVAD Patients with LVADare associated with neurologic events Th most commoncauses are thromboembolism and hemorrhagic stroke andless frequent causes are ischemia due to low perfusion andair embolism [30] However we are not sure that a higherfl w reduces the occurrence of ischemia due to air embolismAccording to our results sevoflurane could be a good option

to lower the incidence of ischemia due to low perfusion inLVAD-supported patients

Th results of some studies support cardiac and hepaticprotective effects of sevoflurane with respect to propofolaft r coronary artery surgery in humans [14 16] Our resultsalso support the beneficial effect of sevofl rane comparedwith propofol on the heart and liver in LVAD However nodifferences were observed with sevoflurane compared withpropofol for blood fl w in other organs (lung kidney andintestine) The different blood fl w response to sevofluranecould be explained by its dose-dependent effect [26ndash28]

Propofol and sevofl rane are used during cardiac surgeryPropofol exerts cardioprotective effects by different mecha-nisms in the isolated heart it attenuates metabolic changesinduced by exogenously applied hydrogen peroxide [31]reduces infarct size by inhibition of GSK-3120573 activity (propo-fol induces cardiac preconditioning) [32] and attenuatesischemia-reperfusion injury mediated through increase innitric oxide synthase activity and NO production (cardiacfunction and coronary flow are improved with propofol)[33 34] In our study there were no differences in NObetween both groups sevofl rane and propofol Propofolattenuates the changes in myocardial tissue levels of adeninenucleotides and lactate during ischemia reduces troponinI release on reperfusion after cardioplegic arrest in car-diopulmonary bypass in a model porcine [35] and showsantiarrhythmic effect during myocardial ischemia in rats[36] However cardiopulmonary bypass (CPB) is knownto alter the plasma propofol concentrations (hemodilutionhypotension hypothermia isolation of the lungs from thecirculation and possible sequestration of drugs in the bypasscircuit affect drugs plasma concentrations) [37]

Sevoflurane also induces preconditioning and attenu-ates myocardial ischemiareperfusion injury via caveolin-3-dependent cyclooxygenase-2 inhibition AMP-activated pro-tein kinase and antioxidative effects in experimental studies[38ndash40] Clinical studies show that sevoflurane providescardioprotection in patients undergoing coronary arterybypass graft (CABG) [41] and there is some data that showsthat troponin T levels after off- ump CABG were lower in

6 BioMed Research International

Ta ble 1 Markers of tissue injury and nitric oxide in both groups(propofol and sevoflurane) at baseline and 30 minutes after implan-tation of a left ventricular assist device

Propofol119899 = 5

Sevofl rane119899 = 5

119875 values

ALT (UL)Baseline 29 plusmn 2 25 plusmn 2 0221PS 301015840 29 plusmn 2 23 plusmn 2 0048lowast

AST (UL)Baseline 50 plusmn 10 35plusmn 3 0116PS 301015840 94 plusmn 46 44 plusmn 3 0358

Bilirubin (mgdL)Baseline 025 plusmn 006 013plusmn 002 0081PS 301015840 024 plusmn 002 012plusmn 004 0028lowast

GGT (UL)Baseline 63 plusmn 12 55 plusmn 8 0584PS 301015840 62 plusmn 22 47 plusmn 8 0496

AP (UL)Baseline 82 plusmn 8 72 plusmn 8 0428PS 301015840 89 plusmn 12 79 plusmn 7 0507

LDH (UL)Baseline 330 plusmn 19 331plusmn 13 0943PS 301015840 374 plusmn 18 347 plusmn 27 0420

Creatinine (mgdL)Baseline 044 plusmn 003 057 plusmn 006 0085PS 301015840 045 plusmn 003 047 plusmn 003 0596

Urea (mgdL)Baseline 272 plusmn 22 222 plusmn 09 0059PS 301015840 282 plusmn 26 222 plusmn 12 0053

Lactic acidBaseline 15 plusmn 05 11plusmn 02 0453PS 301015840 15plusmn 03 12plusmn 02 0434

NO (120583M)Baseline 418 plusmn 47 691plusmn 47 0056PS 301015840 280 plusmn 92 478 plusmn 92 0270

Data are expressed as the mean plusmn standard error of the mean ALT alaninetransaminase AST aspartate aminotransferase GGT gamma-glutamyltranspeptidase AP alkaline phosphatase (AP) LDH lactate dehydrogenaseNO nitric oxide PS partial support Statistically signific nt differences areshown lowast119875 lt 005 propofol versus sevofl rane

patients receiving sevofl rane compared to propofol [42]In this context cardioprotection by sevoflurane comparedto propofol could also be superior in patients undergoingnoncardiac surgery [43] However troponin T increasedin patients undergoing repair of congenital heart defectwith cardiopulmonary bypass anesthetized with propofol andsevoflurane [44] In our study we did not use cardiopul-monary bypass (there was no ischemiareperfusion) in LVADimplantation

It is known that sevoflurane tends to cause vasodilatationcerebral increases cerebral blood flow (CBF) and decreasescerebrovascular resistance [45] However propofol produces

Ta ble 2 Hemodynamic parameters in both groups (propofol andsevofl rane) at baseline and 30 minutes after implantation of a leftventricular assist device

Propofol119899 = 5

Sevofl rane119899 = 5

119875 values

HR (beatsmin)Baseline 95 plusmn 4 89 plusmn 9 0546PS 301015840 101plusmn 6 101plusmn 6 0964

APm (mmHg)Baseline 70 plusmn 3 65 plusmn 5 0384PS 301015840 65 plusmn 8 74 plusmn 7 0404

PAPm (mmHg)Baseline 23 plusmn 2 25 plusmn 2 0506PS 301015840 27 plusmn 1 33 plusmn 3 0083

CVP (mmHg)Baseline 15 plusmn 1 15 plusmn 1 0856PS 301015840 14plusmn 3 16 plusmn 2 0584

CPP (mmHg)Baseline 18 plusmn 1 18 plusmn 1 0471PS 301015840 15plusmn 05 19 plusmn 1 0052

SVRIBaseline 1583 plusmn 199 1368 plusmn 143 0450PS 301015840 1128 plusmn 173 1433 plusmn 234 0351

PVRIBaseline 171plusmn 65 159 plusmn 32 0877PS 301015840 217 plusmn 37 339 plusmn 85 0269

CO (Lmin)Baseline 24 plusmn 03 3 plusmn 03 0185PS 301015840 25 plusmn 04 31plusmn 04 0347

SvO2 ()Baseline 77 plusmn 4 82 plusmn 3 0429PS 301015840 82 plusmn 1 89 plusmn 3 0150119879 (∘C)

Baseline 351plusmn 02 359 plusmn 03 0080PS 301015840 339 plusmn 04 346 plusmn 04 0332

Data are expressed as the mean plusmn standard error of the mean HRheart rate APm mean arterial blood pressure PAPm pulmonary arterymean pressure CVP central venous pressure CPP pulmonary capillarywedge pressure SVRI systemic vascular resistance index PVRI pulmonaryvascular resistance index CO continuous cardiac output SvO2 mixedvenous oxygen saturation 119879 temperature PS partial support

cerebral vasoconstriction indirectly by reducing cerebralmetabolism and causes a decrease in CBF that is well matchedto cerebral metabolism [46] Regarding why in our studysevoflurane increases CBF Kaisti et al [12] confirmed thatCBF is lower with propofol than with sevoflurane

42 Effe t of Anesthetics on Markers of Tissue Injury Thobjective of a VAD is to maintain adequate organ perfusion[2] However liver dysfunction has been observed despiteadequate hemodynamic support with an LVAD [47] Some

BioMed Research International 7

Ta ble 3 Hematologic parameters and blood gas analysis in bothgroups (propofol and sevoflurane) at baseline and 30 minutes afterimplantation of a left ventricular assist device

Propofol119899 = 5

Sevofl rane119899 = 5

119875 values

pHBaseline 74 plusmn 003 74 plusmn 002 0314PS 301015840 73 plusmn 003 74 plusmn 002 0583

PO2 (mmHg)Baseline 503 plusmn 24 425 plusmn 42 0147PS 301015840 492 plusmn 43 483 plusmn 25 0867

PCO2 (mmHg)Baseline 35 plusmn 2 38 plusmn 2 0428PS 301015840 38 plusmn 3 42 plusmn 3 0322

HCO3minus (mmolL)

Baseline 22 plusmn 1 26 plusmn 1 0073PS 301015840 21plusmn 1 24 plusmn 1 0052

Hb (gdL)Baseline 70 plusmn 01 74 plusmn 04 0337PS 301015840 80 plusmn 05 83 plusmn 07 0730

Hct ()Baseline 197 plusmn 03 219plusmn 12 0148PS 301015840 225plusmn 14 245 plusmn 20 0452

Data are expressed as the mean plusmn standard error of the mean PO2 partialpressure of oxygen PCO2 partial pressure of carbon dioxide HCO3

minusbicarbonate Hb hemoglobin Hcto hematocrit PS partial support

authors have reported hyperbilirubinemia in patients follow-ing implantation of an LVAD by hepatic sinusoid endothelialdysfunction [48] or cardiac congestion [49] In our studytotal bilirubin was higher in propofol-anesthetized animalsthan in sevoflurane-anesthetized animals this finding wasconsistent with reduced blood fl w in the liver and heart withrespect to sevoflurane-anesthetized pigs

Bernard et al [50] found a portal blood fl w decreasedat both 12 and 2 MAC sevoflurane whereas an increase inhepatic arterial blood flow was recorded at 2 MAC Thesefindi gs could explain why sevoflurane increases hepaticblood fl w in our study

43 Benefit of the Results for the Clinics In our study theuse of sevoflurane leads to better outcomes after LVADimplantation by optimizing blood flow in the heart brainand liver Although the necessary time to place an LVADis short the use of volatile anesthetic in cardiac surgerypotentially reduces long-term cardiovascular complicationsand mortality [51] Furthermore intraoperative and post-operative sevoflurane administration in patients undergo-ing off-pump CABG could improve the cardioprotectiveeffect compared with patients who received sevofl rane onlyin the intraoperative period [42] It is possible becausethere is a disposable delivery system (AnaConDa) that isdesigned for halogenated sedation of patients in ICU [42]LVAD biventricular assist device (BIVAD) and extracor-poreal membrane oxygenation (ECMO) are associated with

a high incidence of complications (bleeding and tamponaderequiring reexploration right ventricular failure respiratoryfailure acute respiratory distress syndrome and pulmonaryedema neurologic complications renal and hepatic failureand infection) [5] and patients with complications are likelyto require sedation and mechanical ventilation for a longertime period in ICU [52] The e patients could benefit fromthe sevofl rane eff ct over organs flow not only during theintraoperative but also during the postoperative recoveryperiod in the ICU

44 Study Limitations Th present study is subject to a seriesof limitations First the LVAD is designed to be used inpatients with heart failure therefore our results may notbe directly applicable in clinical practice because we used ahealthy heart as described elsewhere [53 54] Thi limitationshould be addressed in an animal cardiogenic shock modelSecond since we studied the short-term effects of anesthetics(propofol and sevoflurane) in animals with an LVAD thelong-term eff cts of these drugs on organ blood flow warrantfurther investigation Third the effects of inhaled anesthetics[26ndash28 55] and the intravenous anesthesia (propofol opi-oids) [56 57] may be dose-dependent Th concentration ofsevoflurane we used represents approximately 1 minimumalveolar concentration which is similar to the concentrationused in other studies that show benefici l effects in a model ofischemia-reperfusion aft r thoracic-aortic occlusion in pigs[58]

We found that sevofl rane could be superior to propofolwith respect to blood fl w in the brain liver and hearttissue in a porcine model with LVAD These findings mayhave signific nt clinical implications for anesthesiologistsregarding the choice of sevoflurane in patients with an LVAD

Conflict of Interests

The authors declare that there is no conflict of interestsregarding the publication of this paper

Acknowledgment

This work was supported by FIS (PI081480)

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  • Tesis Paloma Morillas Sendiacuten
    • Portada
    • AGRADECIMIENTOS
    • LISTA DE ABREVIATURAS
    • IacuteNDICE
    • Resumen y Abstract
      • Abstract
        • 1 Introduccioacuten
        • 2 Hipoacutetesis y Objetivos
        • 3 Material y Meacutetodo
        • 4 Resultados
        • 5 Discusioacuten
        • 6 Conclusiones
        • Bibliografiacutea
        • Iacutendice de Figuras y Tablas
        • ANEXO
Page 4: UNIVERSIDAD COMPLUTENSE DE MADRIDinflamatorias y redox (proteína de choque térmico 70, C3a, factor de necrosis tumoral, óxido nítrico). Discusión: En este trabajo hemos tratado

Mordf BEGONtildeA QUINTANA VILLAMANDOS Profesor Asociado del Departamento de Farmacologiacutea Facultad de Medicina de la UCM Meacutedico Adjunto del Departamento de Anestesiologiacutea y Reanimacioacuten del HGUGM y Miembro del Instituto de Investigacioacuten Sanitaria Gregorio Marantildeoacuten Mordf JESUacuteS DELGADO MARTOS Profesor Titular de la Universidad Francisco de Vitoria de Madrid Doctor en Ciencias Bioloacutegicas y Miembro del Instituto de Investigacioacuten Sanitaria Gregorio Marantildeoacuten y EMILIO DELGADO BAEZA Doctor en Medicina y Cirugiacutea y Miembro del Instituto de Investigacioacuten Sanitaria Gregorio Marantildeoacuten CERTIFICAN Que el trabajo titulado ldquoEFECTO ANESTEacuteSICO EN EL DISPOSITIVO DE ASISTENCIA MECAacuteNICA CIRCULATORIA ANESTESIA INTRAVENOSA FRENTE A ANESTESIA INHALATORIA ESTUDIO EXPERIMENTALrdquo presentado por Dordf Paloma Morillas Sendiacuten ha sido realizado bajo nuestra direccioacuten y consideramos que reuacutene las condiciones para ser leiacutedo y defendido como TESIS DOCTORAL en la Universidad Complutense de Madrid Y para que conste a efectos acadeacutemicos expedimos el presente informe en Madrid a veintidoacutes de Septiembre de dos mil quince Mordf Begontildea Quintana Mordf Jesuacutes Delgado Emilio Delgado

A mis padres

Procuremos agradar e instruir nunca asombrar

Santiago Ramoacuten y Cajal

13 Agradecimientos13

13 13 13

5

AGRADECIMIENTOS

Deseo expresar mi maacutes carintildeoso agradecimiento

A la Prof Begontildea Quintana Villamandos por ser el alma del proyecto por su

confianza en miacute para realizar este trabajo junto con su permanente e inmensa

dedicacioacuten

A la Prof Mariacutea Jesuacutes Delgado Martos por su inestimable ayuda teacutecnica y

soporte

Al Prof Emilio Delgado Baeza por una vida dedicada a la investigacioacuten y por

su intenso afaacuten por transmitir sus conocimientos

Al Prof Juan Francisco del Cantildeizo investigador docente e inventor de

dispositivos de asistencia mecaacutenica circulatoria por transmitir motivacioacuten e

ilusioacuten en esta liacutenea de investigacioacuten

A mis compantildeeros de investigacioacuten adjuntos y residentes del Servicio de

Anestesiologiacutea y del de Cirugiacutea Cardiacuteaca a los miembros del Departamento de

Cirugiacutea Experimental del Hospital General Universitario Gregorio Marantildeoacuten sin

los cuales este trabajo no hubiera sido posible

A mis amigos que han estado apoyaacutendome en los momentos maacutes difiacuteciles y

decisivos

13 Agradecimientos13

13 13 13

6

A mis padres por su constante estiacutemulo y fuerza para enfrentarme a los

proyectos a mis abuelos por sus buenos consejos y a mis hermanos Ignacio y

Cristina

A Luciano por su paciencia y apoyo por el tiempo que me ha concedido Sin

su apoyo este trabajo nunca se hubiera escrito

A todos muchas gracias

13 Lista13 de13 Abreviaturas13

13 13 13

7

LISTA DE ABREVIATURAS

AAs Momento antes de iniciar la asistencia

Abs Absorbancia

ACCAHA Colegio Americano de Cardiologiacutea y Asociacioacuten de Cardiologiacutea

Americana

ALT Alanina aminotransferasa

AST Aspartato aminotrasnferasa

AMC Asistencia mecaacutenica circulatoria

AP 30acute Momento transcurridos 30 minutos de asistencia parcial de AMC

AVM Asistencia ventricular mecaacutenica

C3a Complemento C3 activado

CAM Concentracioacuten alveolar miacutenima

CAP Cateacuteter de arteria pulmonar o Swan-Ganz

CO Monoacutexido de carbono

DAV Dispositivo de asistencia ventricular

ECMO Oxigenador de membrana extracorpoacuterea

eNOS Oacutexido niacutetrico sintasa endotelial

FA Fraccioacuten alveolar

FA Fosfatasa alcalina

FC Frecuencia cardiaca

FEVI Fraccioacuten de eyeccioacuten del ventriacuteculo izquierdo

FI Fraccioacuten inspiratoria

Fig Figura

FSC Flujo sanguiacuteneo cerebral

FSCr Flujo sanguiacuteneo cerebral regional

GC Gasto cardiaco

13 Lista13 de13 Abreviaturas13

13 13 13

8

GGT gamma-guamil-transpeptidasa

Hb Hemoglobina

Hcto Hematocrito

Hsp Heat shock protein (proteiacutena de choque teacutermico)

HGUGM Hospital General Universitario Gregorio Marantildeoacuten

IC Insuficiencia cardiaca

Ic Iacutendice cardiaco

IL Interleukinas

im Intramuscular

iNOS Oacutexido niacutetrico sintasa inducible

IRVS Iacutendice de resistencias vasculares sisteacutemicas

ITSVD Iacutendice de trabajo sistoacutelico del ventriacuteculo derecho

ITSVI Iacutendice de trabajo sistoacutelico del ventriacuteculo izquierdo

iv intravenoso

IVS Iacutendice de volumen sistoacutelico

LDH lactato deshidrogenasa

LPO Lipoperoxidasa

LVAD Dispositivo de asistencia mecaacutenica de ventriacuteculo izquierdo

MDA Malondihaldeiacutedo

ME Microesferas

MPO Mieloperoxidasa

NADPH Nicotinamida adenina dinucleoacutetido fosfato

nNOS Oacutexido niacutetrico sintasa neuronal

NO Oacutexido niacutetrico

NOS Oacutexido niacutetrico sintasa o sintetasa

PA Presioacuten arterial

PaCO2 Presioacuten arterial de dioacutexido de carbono

13 Lista13 de13 Abreviaturas13

13 13 13

9

PAD Presioacuten arterial diastoacutelica

PAm Presioacuten arterial media

PaO2 Presioacuten arterial de oxiacutegeno

PAP Presioacuten arteria pulmonar

PAPD Presioacuten arterial pulmonar diastoacutelica

PAPm Presioacuten arterial pulmonar media

PAPS Presioacuten arterial pulmonar sistoacutelica

PAS Presioacuten arterial sistoacutelica

PCP Presioacuten capilar pulmonar

PCR Proteiacutena C-reactiva

PIC Presioacuten intracraneal

PNC Peacuteptido natriureacutetico cerebral

PROP Grupo propofol

PVC Presioacuten venosa central

Qp Flujo sanguiacuteneo pulmonar

Qs Flujo sanguiacuteneo sisteacutemico

RCV Resistencia cerebrovascular

RCV Resistencia cerebrovascular

RCVr Resistencia cerebrovascular regional

RD Real Decreto

RLO Radicales libres de oxiacutegeno

rMTT o TMTr Traacutensito cerebral vascular regional

RNS Especies reactivas de nitroacutegeno

ROS Especies reactivas de oxiacutegeno

RVP Resistencias vasculares pulmonares

RVS Resistencias vasculares sisteacutemicas

SEM Error estaacutendar de la media

13 Lista13 de13 Abreviaturas13

13 13 13

10

SEVO Grupo Sevoflurano

SvO2 Saturacioacuten venosa de oxiacutegeno

Tordf Temperatura

TMTr o rMTT Traacutensito cerebral vascular regional

TNF Factor de necrosis tumoral

UCI Unidad cuidados intensivos

VI Ventriacuteculo izquierdo

VS Volumen sistoacutelico

VSC Volumen sistoacutelico cerebral

VSCr Volumen sistoacutelico cerebral regional

13 Iacutendice13

13 13 13

11

IacuteNDICE

Paacuteg

RESUMEN Y ABSTRACT

1- INTRODUCCIOacuteN

14

28

11 FAacuteRMACOS ANESTEacuteSICOS PROPOFOL Y SEVOFLURANO 29

111 Propiedades 29

112 Faacutermacos hipnoacuteticos y cirugiacutea cardiovascular 37

113 Efecto de los anesteacutesicos sobre el flujo de los oacuterganos 41

114 Efecto de los anesteacutesicos sobre los biomarcadores de

respuesta inflamatoria y oacutexido niacutetrico

41

12 ASISTENCIA MECAacuteNICA CIRCULATORIA 44

121 Concepto de asistencia mecaacutenica circulatoria 44

122 Clasificacioacuten y principales dispositivos 51

123 Asistencia mecaacutenica circulatoria parcial y total 60

124 Asistencia mecaacutenica circulatoria y flujo de los oacuterganos 61

125 Asistencia mecaacutenica circulatoria y respuesta inflamatoria 62

13 JUSTIFICACIOacuteN 71

2- HIPOacuteTESIS Y OBJETIVOS 73

21 HIPOacuteTESIS 74

22 OBJETIVOS 74

23 PLANTEAMIENTO 75

13 Iacutendice13

13 13 13

12

3- MATERIAL Y MEacuteTODO 77

31 MATERIAL

78

311- Animal de experimentacioacuten 78

312- Quiroacutefano e instalaciones 79

313- Material anesteacutesico 80

314- Dispositivo de asistencia ventricular Bomba Biomeacutedicus 82

315- Marcadores del flujo de los oacuterganos 87

316- Marcadores de respuesta inflamatoria 90

317- Marcador de estreacutes oxidativo 90

32 MEacuteTODO

91

321- Tipo de estudio 91

322- Meacutetodo anesteacutesico 91

323- Meacutetodo quiruacutergico 93

324- Meacutetodo del estudio del flujo de los oacuterganos 97

325- Meacutetodo del estudio de marcadores de dantildeo tisular 103

326- Meacutetodo del estudio de respuesta inflamatoria 104

327- Meacutetodo del estudio de estreacutes oxidativo 106

328- Desarrollo de las experiencias 107

329- Meacutetodo estadiacutestico 108

13 Iacutendice13

13 13 13

13

4- RESULTADOS 111

41 Efecto del propofol y sevoflurano sobre las variables

hemodinaacutemicas

113

42 Efecto del propofol y sevoflurano sobre las variables de la

gasometriacutea arterial y hematoloacutegicas

117

43 Efecto del propofol y sevoflurano sobre las variables

bioquiacutemicas marcadores de dantildeo tisular

119

44 Efecto del propofol y sevoflurano sobre la respuesta

inflamatoria y estreacutes oxidativo

121

45 Efecto del propofol y sevoflurano sobre las microesferas 122

5- DISCUSIOacuteN 132

6- CONCLUSIONES 147

7- BIBLIOGRAFIacuteA 149

8- IacuteNDICE DE FIGURAS Y TABLAS 187

9- ANEXO 192

14

RESUMEN y ABSTRACT

13 Resumen13 y13 Abstract13

13 13 13

15

Introduccioacuten Los dispositivos de asistencia mecaacutenica circulatoria

(AMC) son una opcioacuten terapeacuteutica prometedora para los pacientes con

insuficiencia cardiacuteaca avanzada Pueden actuar como puente al trasplante

como terapia de destino para los pacientes con contraindicaciones para el

trasplante o como un puente hacia un futuro de recuperacioacuten En las uacuteltimas

deacutecadas las AMC se han utilizado cada vez maacutes en los pacientes con

insuficiencia cardiacuteaca terminal ya que el trasplante cardiaco estaacute limitado por

una falta de donantes El principal objetivo de una AMC es mantener la

perfusioacuten de los oacuterganos vitales Para mejorar la salida cliacutenica de la AMC es

necesario optimizar las condiciones perioperatorias (AMC de flujo continuo

monitores hemodinaacutemicos y los faacutermacos anesteacutesicos) en la implantacioacuten de

estos dispositivos Aunque varios estudios muestran los efectos de la AMC en

el flujo de los oacuterganos (corazoacuten cerebro hiacutegado y rintildeoacuten) el efecto de los

anesteacutesicos en el flujo de los oacuterganos en pacientes con una AMC no ha sido

analizado hasta la fecha

Hipoacutetesis y Objetivos Dados los efectos beneficiosos de los

anesteacutesicos volaacutetiles (sevoflurano) en comparacioacuten con la anestesia

intravenosa (propofol) sobre el flujo de los oacuterganos durante la cirugiacutea

cardiovascular la hipoacutetesis que planteamos en este trabajo es que el

sevoflurano en comparacioacuten con el propofol podriacutea aumentar el flujo

sanguiacuteneo de los oacuterganos en pacientes con una AMC izquierda El objetivo

principal de este estudio fue evaluar el efecto del sevoflurano y propofol en el

flujo de los oacuterganos en un dispositivo de AMC de flujo continuo Los objetivos

13 Resumen13 y13 Abstract13

13 13 13

16

secundarios fueron el estudio de los efectos del sevoflurano y del propofol en

los paraacutemetros hemodinaacutemicos gasomeacutetricos y hematoloacutegicos en los

marcadores plasmaacuteticos de dantildeo tisular y en los marcadores plasmaacuteticos de

respuesta inflamatoria y estreacutes oxidativo en un dispositivo de AMC de flujo

continuo

Material y Meacutetodo Diez cerdos fueron divididos en 2 grupos (5 por

grupo) de acuerdo con la anestesia recibida (sevoflurano o propofol) Se

implantoacute una bomba centriacutefuga Biomeacutedicus El flujo sanguiacuteneo de los oacuterganos

(medido mediante el meacutetodo de microesferas de colores)los marcadores de

lesioacuten tisular respuesta inflamatoria y la regulacioacuten redox las variables de la

gasometriacutea arterial hematoloacutegicas y hemodinaacutemicas fueron evaluados al inicio

del estudio (antes del clampaje lateral de la aorta) antes de asistencia (bomba

AMC apagada) y tras 30 minutos de la asistencia parcial

Resultados El flujo sanguiacuteneo fue significativamente mayor en el

cerebro corazoacuten e hiacutegado despueacutes de 30 minutos de asistencia parcial en el

grupo sevoflurano aunque no se registraron diferencias significativas en los

pulmones los rintildeones o el intestino Los niveles seacutericos de alanina

aminotransferasa y bilirrubina total fueron significativamente maacutes altos despueacutes

de 30 minutos de asistencia parcial en el grupo propofol aunque no se

detectaron diferencias significativas entre los grupos en otros paraacutemetros de la

funcioacuten hepaacutetica ni renal Los paraacutemetros hemodinaacutemicos fueron similares en

13 Resumen13 y13 Abstract13

13 13 13

17

ambos grupos No se encontraron diferencias significativas en los paraacutemetros

hematoloacutegicos y anaacutelisis de gases en sangre en las variables de regulacioacuten

inflamatorias y redox (proteiacutena de choque teacutermico 70 C3a factor de necrosis

tumoral oacutexido niacutetrico)

Discusioacuten En este trabajo hemos tratado de dilucidar la importancia de

la optimizacioacuten de los faacutermacos anesteacutesicos (propofol versus sevoflurano) en

los dispositivos de AMC y proponer el protocolo maacutes oacuteptimo en cuanto al flujo

de los oacuterganos la respuesta inflamatoria y el estreacutes oxidativo Consideramos

necesario este estudio ya que en la praacutectica cliacutenica habitual durante las cirugiacuteas

en las que se lleva a cabo el implante de los dispositivos de AMC el

mantenimiento anesteacutesico se realiza con estos faacutermacos (sevoflurano propofol)

y posteriormente los pacientes pueden permanecer sedados en las unidades

de cuidados especiales a la espera de un corazoacuten o a la espera de la

recuperacioacuten del ventriacuteculo nativo

En nuestro estudio no hemos encontrado diferencias en las variables

hemodinaacutemicas entre los dos grupos (sevoflurano y propofol) en AMC sin

embargo en la literatura encontramos estudios que muestran la disminucioacuten en

la presioacuten arterial y en la frecuencia cardiaca asociada al propofol en la

induccioacuten anesteacutesica

Se han realizado diferentes estudios para evaluar los efectos de los

faacutermacos anesteacutesicos sobre el metabolismo y el flujo sanguiacuteneo en el cerebro

Los resultados son sin embargo en parte contradictorios En nuestro trabajo el

13 Resumen13 y13 Abstract13

13 13 13

18

sevoflurano mostroacute un mayor flujo sanguiacuteneo cerebral que el propofol tras la

implantacioacuten de una AMC Este aumento podriacutea deberse a la vasodilatacioacuten

cerebral producida por los anesteacutesicos volaacutetiles no observada con el propofol

De hecho el propofol produce vasoconstriccioacuten cerebral indirectamente al

disminuir el metabolismo cerebral y disminuye la presioacuten intracraneal en

modelos animales El sevoflurano tiene un efecto vasodilatador intriacutenseco

dosis-dependiente sin aumentar la presioacuten intracraneal Las complicaciones

neuroloacutegicas en los pacientes portadores de AMC estaacuten asociadas a una alta

morbilidad y mortalidad siendo su incidencia entre el 2 y el 48 El

tromboembolismo y el accidente cerebro vascular hemorraacutegico son las

complicaciones neuroloacutegicas maacutes frecuentes siendo la isquemia cerebral por

hipoperfusioacuten y el embolismo seacuteptico y aeacutereo menos frecuentes El mayor flujo

sanguiacuteneo cerebral con el sevoflurano observado en nuestro estudio podriacutea

sugerir su indicacioacuten en pacientes con AMC ya que la isquemia cerebral

causada por baja perfusioacuten es una complicacioacuten neuroloacutegica asociada a estos

dispositivos

En nuestro trabajo el sevoflurano mostroacute un mayor flujo sanguiacuteneo en el

corazoacuten que el propofol tras la implantacioacuten de una AMC El sevoflurano y el

propofol son faacutermacos empleados en la praacutectica cliacutenica habitual en la cirugiacutea

cardiaca En la literatura encontramos trabajos que muestran el efecto

cardioprotector del sevoflurano en la cirugiacutea cardiaca en humanos Los

anesteacutesicos volaacutetiles han demostrado directa o indirectamente mejorar el

precondicionamiento isqueacutemico lo que resulta en la cardioproteccioacuten frente al

infarto de miocardio y disfuncioacuten miocaacuterdica irreversible El propofol tambieacuten ha

demostrado cierto efecto cardioprotector en corazones aislados de rata

13 Resumen13 y13 Abstract13

13 13 13

19

disminuyendo la lesioacuten por isquemia-reperfusioacuten (mejorando la funcioacuten cardiaca

y el flujo coronario) mediante un aumento de la oacutexido niacutetrico sintasa y la

produccioacuten de oacutexido niacutetrico En nuestro trabajo los niveles de oacutexido niacutetrico en

plasma fueron similares en ambos protocolos anesteacutesicos (sevoflurano y

propofol)

En nuestro trabajo el sevoflurano mostroacute un mayor flujo sanguiacuteneo en el

hiacutegado que el propofol tras la implantacioacuten de una AMC Estos hallazgos

podriacutean estar relacionados con el aumento del flujo sanguiacuteneo hepaacutetico

encontrado en el grupo del sevoflurano en nuestro trabajo En la literatura

encontramos trabajos que muestran el efecto protector hepaacutetico del

sevoflurano La liberacioacuten de enzimas intracelulares y su deteccioacuten en

muestras de sangre circulante es un meacutetodo aceptado para detectar dantildeo

tisular La lactato deshidrogenasa se encuentra en el citoplasma de diversos

tipos de ceacutelulas y se puede considerar un indicador no especiacutefico de dantildeo

tisular La alanina y la aspartato aminotransferasas son marcadores de dantildeo

hepaacutetico y se han correlacionado con dantildeo histoloacutegico hepaacutetico Ademaacutes la

aspartato aminotransferasa es un enzima intestinal de la seromucosa y se

libera durante la lesioacuten de isquemia-reperfusioacuten intestinal En nuestro trabajo no

hemos encontrado diferencias entre los dos grupos en los valores de las

transaminasas aspartato aminotransferasa y gamma-glutamil-transpeptidasa

fosfatasa alcalina lactato deshidrogenasa creatinina y aacutecido laacutectico Sin

embargo siacute hemos encontrado un descenso del marcador de dantildeo hepaacutetico

(alanina aminotransferasa) en el grupo del sevoflurano con respecto al del

propofol Esto podriacutea estar relacionado con el aumento del flujo hepaacutetico

encontrado en el grupo del sevoflurano

13 Resumen13 y13 Abstract13

13 13 13

20

Es comuacuten la hiperbilirrubinemia en los pacientes tras de la implantacioacuten

de una AMC por disfuncioacuten endotelial del sinusoide hepaacutetico o por la

congestioacuten cardiaca En nuestro trabajo la bilirrubina total fue mayor en los

animales anestesiados con propofol (a los 30minutos de asistencia parcial) con

respecto al grupo del sevoflurano Este hallazgo podriacutea estar relacionado con la

reduccioacuten del flujo sanguiacuteneo en el hiacutegado y el corazoacuten en el grupo del

propofol con respecto a los cerdos anestesiados con sevoflurano

Limitaciones Al analizar nuestro trabajo experimental hemos

encontrado una serie de limitaciones En primer lugar la AMC estaacute disentildeada

para ser utilizada en los pacientes con insuficiencia cardiacuteaca por lo tanto

nuestros resultados no pueden ser directamente aplicables a la praacutectica cliacutenica

ya que nuestro trabajo se ha realizado con animales sanos En segundo lugar

hemos estudiado los efectos a corto plazo de los anesteacutesicos (propofol y

sevoflurano) en animales con una AMC por lo que seriacutea importante realizar

estudios que evaluacuteen si estas diferencias se mantienen en el tiempo En tercer

lugar tanto en los modelos animales como en la praacutectica cliacutenica los efectos de

los anesteacutesicos inhalados sobre el flujo sanguiacuteneo de los oacuterganos pueden ser

dependientes de la dosis administrada Seraacuten por tanto necesarios nuevos

estudios para evaluar la relacioacuten dosis-dependencia y buscar un umbral de

mejora del flujo sanguiacuteneo a nivel orgaacutenico No podemos olvidar la necesidad

de los ensayos cliacutenicos aleatorizados que confirmen en humanos los resultados

obtenidos en este trabajo y que muestren su repercusioacuten cliacutenica

13 Resumen13 y13 Abstract13

13 13 13

21

Conclusiones El sevoflurano muestra con respecto al propofol un

aumento del flujo sanguiacuteneo en el cerebro corazoacuten e hiacutegado en un dispositivo

de AMC de flujo continuo en un modelo porcino Sin embargo no hemos

encontrado diferencias en el flujo sanguiacuteneo del pulmoacuten rintildeoacuten e intestino No

hemos encontrado diferencias significativas en las variables hemodinaacutemicas

de gasometriacutea arterial y hematoloacutegicas entre los dos grupos en los marcadores

plasmaacuteticos de respuesta inflamatoria y estreacutes oxidativo y en los marcadores

plasmaacuteticos de dantildeo tisular en un dispositivo de AMC Este es el primer estudio

que demuestra un efecto beneficioso del sevoflurano en comparacioacuten con el

propofol sobre el flujo sanguiacuteneo en el corazoacuten hiacutegado y cerebro en una

bomba centriacutefuga Biomeacutedicus 540 en un modelo porcino

13 Resumen13 y13 Abstract13

13 13 13

22

Introduction Ventricular assist devices (VAD) are a promising

therapeutic option for patients with advanced heart failure VAD can act as a

bridge to transplantation as a destination therapy for patients with

contraindications to transplantation or as a bridge to a future recovery In the

last few decades VADs have been increasingly used in patients with end-stage

heart failure because heart transplantation is limited by a marked lack of

donors The main purpose of a VAD is to maintain perfusion of vital organs To

improve the clinical output of the VAD it is necessary to optimize perioperative

conditions (continuous-flow VAD hemodynamic monitors and anesthetic

drugs) Although several studies show the effects of the VAD on organ blood

flow (heart brain liver and kidney) the effect of anesthetics on organ blood

flow in patients with a VAD has not been analyzed to date Several studies have

reported data on the response of organ blood flow to the administration of

various anesthetics although this effect remains unclear for VAD

Hypothesis and Objectives Given the beneficial effects of volatile

anesthetics (sevoflurane) compared with intravenous anesthesia (propofol) on

organ blood flow during cardiovascular surgery we hypothesized that

compared with propofol sevoflurane would increase organ blood flow in

patients with a VAD The main objective of this study was to assess the effect of

sevoflurane and propofol in on organ blood flow in a porcine model with a VAD

Other objectives were to study the effects of sevoflurane and propofol on

hemodynamic parameters blood gas and hematologic on plasma markers of

tissue damage and on plasma markers of inflammatory response and oxidative

13 Resumen13 y13 Abstract13

13 13 13

23

stress in a porcine model with a VAD

Matherial and Methods Ten healthy minipigs were divided into 2

groups (5 per group) according to the anesthetic received (sevoflurane or

propofol) A Biomedicus centrifugal pump was implanted Organ blood flow

(measured using colored microspheres) markers of tissue injury inflammatory

response and redox regulation gasometric hematologic and hemodynamic

parameters were assessed at baseline (before lateral clamping of the aorta)

before assistance (pump off) and after 30 minutes of partial support

Results Blood flow was significantly higher in the brain heart and liver

after 30 minutes in the sevoflurane group although no significant differences

were recorded for the lung kidneys or gut Serum levels of alanine

aminotransferase and total bilirubin were significantly higher after 30 minutes in

the propofol group although no significant differences were detected between

the groups for other parameters of liver and kidney function The hemodynamic

parameters were similar in both groups No significant differences were found in

hematologic and blood gas analysis parameters neither in inflammatory and

redox regulation parameters (Heat Shock Protein 70 C3a tumour necrosis

factor nitric oxide)

13 Resumen13 y13 Abstract13

13 13 13

24

Discussion In this study we have tried to elucidate the importance of

optimization of anesthetic drugs (propofol versus sevoflurane) in VAD and

propose the best protocol for organ flow inflammatory response and oxidative

stress We consider this study necessary since in routine clinical practice

surgeries with a VAD implant the anesthetic maintenance is performed with

these drugs (sevoflurane propofol) and afterwards sedated patients can

remain in special units for heart care or waiting for recovery of the native

ventricle

In our study we found no differences in hemodynamic variables between

the two groups (sevoflurane and propofol) in VAD however in the literature

there are studies showing a decrease in blood pressure and heart rate

associated with propofol anesthetic induction

Several studies have been made to evaluate the effects of anesthetic

drugs on metabolism and cerebral blood flow The results are however

partially contradictory In our study sevoflurane showed increased cerebral

blood flow compared to propofol after implantation of a VAD This increase of

cerebral blood flow may be due to cerebral vasodilation produced by volatile

anesthetics but not with propofol In fact propofol produces cerebral

vasocronstriction indirectly by decreasing cerebral metabolism and lowers

intracranial pressure in dogs Sevoflurane has intrinsic vasodilatory dose-

dependent effect without increasing intracranial pressure Neurological

complications in patients with VAD are associated with high morbidity and

mortality with an incidence between 2 and 48 Thromboembolism and

hemorrhagic stroke are the most common neurological complications while

13 Resumen13 y13 Abstract13

13 13 13

25

cerebral ischemia hypoperfusion and septic and air embolism are less frequent

The increased cerebral blood flow with sevoflurane we observed in our study

may suggest its indication in patients with VAD since cerebral ischemia caused

by low perfusion is a neurological complication associated with these devices

In our study sevoflurane showed higher blood flow in the heart that

propofol after implantation of VAD Sevoflurane and propofol are drugs used in

clinical practice in cardiac surgery We find papers in the literature showing the

cardioprotective effect of sevoflurane in cardiac surgery in humans Volatile

anesthetics have proven to enhance directly or indirectly ischemic

preconditioning resulting in cardioprotection against irreversible myocardial

infarction and myocardial dysfunction Propofol has also demonstrated a

cardioprotective effect in isolated rat hearts reducing ischemia-reperfusion

(cardiac function and improving coronary flow) by increasing nitric oxide

synthase and nitric oxide production In our study nitric oxide levels in plasma

were similar in both protocols anesthetics (sevoflurane and propofol)

In our study sevoflurane showed higher blood flow in the liver that

propofol after implantation of VAD These findings may be related to increased

hepatic blood flow found in the group of sevoflurane in our work We find

studies in the literature showing the liver protective effect of sevoflurane The

release of intracellular enzymes and its detection in samples of circulating blood

is an accepted method for detecting tissue damage Lactate deshydrogenase is

found in the cytoplasm of many types of cells and can be considered a non-

specific indicator of tissue damage Aspartate and alanine aminotransferases

are markers of liver damage and have been correlated with histological liver

13 Resumen13 y13 Abstract13

13 13 13

26

damage In addition the aspartate aminotransferase is an intestinal enzyme

effusion and is released during ischemia-reperfusion intestinal In our study we

found no differences between the two groups in the values of transaminases

aspartate aminotransferase and gamma-glutamyl transpeptidase alkaline

phosphatase lactate deshydrogenase creatinine and lactic acid However we

did find a decrease in the marker of liver damage (alanine aminotransferase) in

the group of sevoflurane as compared to propofol This could be related to

increased hepatic blood flow found in sevoflurane group

Hyperbilirubinemia is common in patients after implantation of VAD due

to liver sinusoidal endothelial dysfunction or heart congestion In our study total

bilirubin was higher in the anesthetized propofol group (after 30 minutes of

partial assistance) compared to sevoflurane group animals This finding could

have a relationship with reduced liver and heart blood flow in the propofol

group when compared to pigs anesthetized with sevoflurane

Limitations When analyzing our experimental study we have found a

number of limitations First the VAD is designed to be used in patients with

heart failure therefore our results may not be directly applicable to clinical

practice since we used healthy animals Secondly we studied the short-term

effects of anesthetic (propofol and sevoflurane) in animals with VAD so it would

be important to perform studies to assess whether these differences persist

over time Third both in animal models and in clinical practice the effects of

inhaled anesthetics on organ blood flow may be dependent on the administered

dose Further studies will therefore be needed to evaluate the dose-dependent

13 Resumen13 y13 Abstract13

13 13 13

27

relationship and look for a threshold of improved organ blood flow There is also

a need for randomized clinical trials to confirm the results in humans and to

show their clinical impact

Conclusions We have demonstrated that as compared to propofol

sevoflurane increases blood flow in the brain liver and heart after implantation

of a continuous-flow VAD in a porcine model However we found no differences

in blood flow in the lung kidney and gut We did not find significant differences

in hemodynamic variables blood and hematologic gases between the two

groups neither on plasma markers of inflammatory response and oxidative

stress nor on plasma markers of tissue injury in a VAD To our knowledge this

is the first study to demonstrate a beneficial effect of sevoflurane as compared

to propofol on organ blood flow in a Biomedicus 540 centrifugal pump in a

porcine model

28

1- INTRODUCCIOacuteN

13 Introduccioacuten13

13 13 13

29

11 FAacuteRMACOS ANESTEacuteSICOS PROPOFOL Y SEVOFLURANO

111 Propiedades

PROPOFOL

Historia

El propofol es el resultado de las investigaciones llevadas a cabo a

principios de los antildeos setenta en torno a los derivados alquilos del grupo fenol

que habiacutean demostrado una actividad hipnoacutetica en animales 1 Posteriormente

se descubrioacute el 26 di-isopropil-fenol La primera publicacioacuten que muestra la

utilizacioacuten del propofol como agente de induccioacuten en los humanos data de

19772 Sin embargo fueron descritas reacciones anafilactoides debidas al

disolvente (Cremophor EL) por lo que fue necesario adecuar de nuevo la

moleacutecula en una emulsioacuten lipiacutedica (1983) 1

Caracteriacutesticas farmacocineacuteticas y farmacodinamias

El propofol es el 26-di-isopropil-fenol su peso molecular es de 178 El

propofol puro se presenta bajo la forma de un liacutequido claro o discretamente

amarillo pajizo muy poco soluble en agua (coeficiente octanolagua de 15 para

un pH=74) y con un pKa en el agua de 11 Su disolvente es una emulsioacuten

lipiacutedica a base de aceite de soja de fosfaacutetidos de huevo y de glicerol (aceite de

soja al 10) El propofol es ioacutenico posee un pH neutro debe ser almacenado

13 Introduccioacuten13

13 13 13

30

entre 2 y 25ordmC y estaacute estrechamente ligado a proteiacutenas humanas (97-98) Su

metabolismo es raacutepido por glucuronoconjugacioacuten y sulfoconjugacioacuten hepaacuteticas

Los productos de degradacioacuten son solubles en agua y excretados por el rintildeoacuten

(maacutes del 88 de la dosis inyectada) siendo menos del 1 de la dosis

eliminado sin metabolizar en la orina y el 2 en las heces El volumen del

compartimento central (V1) es del orden de 15 a 20 litros y el volumen de

distribucioacuten entre 150 y 170 El aclaramiento metaboacutelico es muy elevado (25-35

mLKgmin)

La farmacocineacutetica del propofol obedece a un modelo tri-

compartimental 3 Administrado en perfusioacuten continua y con las dosis

habitualmente utilizadas es lineal la meseta de concentracioacuten media es

proporcional al flujo de la perfusioacuten La concentracioacuten media tras dos horas de

perfusioacuten continua es alrededor del 85 del valor de equilibrio Existe un

intervalo para obtener un equilibrio entre las concentraciones sanguiacuteneas y las

cerebrales denominaacutendose histeacuteresis y se resume mediante el paraacutemetro

farmacocineacutetico T12ke0 (29 min) Asiacute tras una inyeccioacuten mediante bolo

intravenoso el pico de la curva del efecto cerebral se observa entre el segundo

y el tercer minuto 1

La edad es el principal factor de variacioacuten de la farmacocineacutetica del

propofol 4 sin embargo los paraacutemetros farmacodinaacutemicos no parecen

diferentes de los del adulto joven 5

13 Introduccioacuten13

13 13 13

31

SEVOFLURANO

Anesteacutesicos inhalatorios

Inicialmente los anesteacutesicos volaacutetiles se componiacutean de gases

inflamables entre los cuales se incluiacutea el dietil-eacuteter y el ciclopropano 6 sin

embargo los avances en la quiacutemica del fluacuteor y las sustituciones posteriores de

eacuteste por otros halogenados en la moleacutecula del eacuteter redujeron su punto de

ebullicioacuten incrementaron la estabilidad redujeron la inflamabilidad y en

general disminuyeron la toxicidad 6

Los agentes halogenados son hidrocarburos cuyas moleacuteculas se han

sustituido en parte y en grados diversos por un aacutetomo haloacutegeno (bromo cloro y

fluacuteor) La naturaleza el nuacutemero y la posicioacuten de este haloacutegeno condicionan las

propiedades farmacocineacuteticas los efectos y la toxicidad de dichos agentes

(figura (fig) 1) En su globalidad los agentes halogenados y sobre todo los

maacutes recientes se caracterizan por un alto iacutendice terapeacuteutico asociado a una

toxicidad baja La inyeccioacuten directa de estos agentes en ciertos circuitos de

anestesia permite ademaacutes de medir de forma continuada sus concentraciones

alveolares realizar una anestesia por inhalacioacuten con un objetivo de

concentracioacuten medida como en el caso de los agentes intravenosos Su raacutepida

eliminacioacuten por viacutea respiratoria y la baja solubilidad de los agentes maacutes

recientes permite una adaptacioacuten raacutepida del nivel de anestesia durante el

mantenimiento anesteacutesico asiacute como una recuperacioacuten raacutepida y predecible con

independencia de la duracioacuten 7

13 Introduccioacuten13

13 13 13

32

En la praacutectica cliacutenica las propiedades fisicoquiacutemicas vienen

determinadas por el agente anesteacutesico mientras que el anestesioacutelogo controla

la concentracioacuten inspirada del gas y la ventilacioacuten alveolar 8

A Halotano

B Enflurano

C Isoflurano

D Sevoflurano

E Desflurano

Figura 1 Estructura quiacutemica de los agentes halogenados

Historia del Sevoflurano

El sevoflurano fue descrito por primera vez en 1972 9 10 pero su uso

cliacutenico en Japoacuten no fue hasta 1990 1995 en Alemania y 1996 en EEUU

Quiacutemicamente es un compuesto metil-isopropil-eacuteter polifluorado compuesto

por siete aacutetomos de fluacuteor Es estable a temperatura ambiente tiene un punto de

ebullicioacuten de 586 ordmC y su presioacuten vapor es de 157 mmHg por lo que se puede

administrar con vaporizadores convencionales 11

Caracteriacutesticas

El sevoflurano es un liacutequido volaacutetil incoloro y no inflamable con un leve

olor caracteriacutestico semejante al del eacuteter 12 A diferencia del desflurano no es

irritativo de las viacuteas aeacutereas y su induccioacuten inhalatoria se realiza de forma raacutepida

y sencilla 13

13 Introduccioacuten13

13 13 13

33

Concentracioacuten fraccional de anesteacutesico alveolar

La captacioacuten de anesteacutesico se evaluacutea mediante la relacioacuten entre la

concentracioacuten fraccional de anesteacutesico alveolar (FA) y anesteacutesico inspirado (FI)

seguida en el tiempo El factor maacutes importante en la velocidad de incremento

FAFI es FA debido a la gran captacioacuten de anesteacutesico de los alveolos hacia el

torrente circulatorio 6 Los anesteacutesicos inhalados con menores solubilidades en

sangre muestran un incremento maacutes raacutepido de FAFI y se eliminan con mayor

rapidez Cuanto mayor es la ventilacioacuten minuto maacutes raacutepido es el incremento

FAFI Al inicio de la induccioacuten el gradiente de la presioacuten parcial pulmonar

respecto a la sangre venosa es cero pero aumenta raacutepidamente y FAFI crece

con rapidez Posteriormente durante la induccioacuten y el mantenimiento la

presioacuten parcial de la sangre venosa pulmonar aumenta de forma maacutes lenta por

lo que FAFI se incrementa maacutes lentamente En casos de reduccioacuten de la

capacidad vital residual como en el caso de los pacientes obesos y de las

pacientes embarazadas estaacute asociado a una disminucioacuten en el espacio para la

distribucioacuten intrapulmonar por lo que aceleraraacute el equilibrio FAFI Por otro

lado una alteracioacuten en la ventilacioacuten-perfusioacuten como en el caso de las

atelectasias ventilacioacuten unipulmonar o patologiacuteas valvulares puede disminuir

la concentracioacuten arterial y prolongar la induccioacuten Aumentos en el gasto

cardiacuteaco aceleraraacuten la captacioacuten del gas anesteacutesico y su transporte al cerebro

mientras que la ratio FAFI disminuiraacute y el tiempo de induccioacuten aumentaraacute

Durante estados de bajo flujo sanguiacuteneo la ratio FAFI aumentaraacute maacutes

raacutepidamente pero la distribucioacuten a los tejidos se veraacute enlentecida

13 Introduccioacuten13

13 13 13

34

Un caso especial del efecto de concentracioacuten consiste en la

administracioacuten de dos gases de forma simultaacutenea (oacutexido nitroso y sevoflurano

por ej) en el cual la captacioacuten de alto volumen de oacutexido nitroso incrementa la

FA del anesteacutesico volaacutetil

Coeficientes de particioacuten sangre-gas 8

La solubilidad se define como la afinidad relativa entre dos fases al

equilibrio (por ejemplo gas sangre o tejido) en lo referente a los anesteacutesicos

inhalatorios En el equilibrio no hay transferencia entre las fases y las

presiones parciales se igualan Los coeficientes de particioacuten tejidogas variacutean

considerablemente entre los gases anesteacutesicos y son responsables del tiempo

necesario para equilibrar las concentraciones anesteacutesicas inspiratoria y

alveolar El desflurano presenta el coeficiente maacutes bajo (042) seguido del

sevoflurano (069) isoflurano (14) enflurano (19) y halotano (23) Cuanto

maacutes bajo sea el coeficiente de particioacuten maacutes corto seraacute el tiempo de equilibrio

Una alta solubilidad estaacute asociada con una alto depoacutesito del anesteacutesico en la

sangre por lo que es escasa la cantidad de gas que llega al cerebro durante la

fase de induccioacuten estando la rapidez del comienzo de la accioacuten muy reducida

Cuanto mayor sea el coeficiente de particioacuten mayor seraacute la induccioacuten y la

recuperacioacuten de la anestesia general

La distribucioacuten del gas en diferentes tejidos depende de la solubilidad del

anesteacutesico del flujo sanguiacuteneo y del gradiente entre la sangre arterial y la

concentracioacuten de tejido La solubilidad del sevoflurano no se modifica con la

13 Introduccioacuten13

13 13 13

35

edad Al igual que los demaacutes anesteacutesicos inhalatorios es muy poco soluble en

agua muy soluble en grasa y muy poco soluble en sangre 12 Debido a su

escasa solubilidad en sangre la relacioacuten de la concentracioacuten alveolar inspirada

aumenta raacutepidamente con la induccioacuten (captacioacuten) y tambieacuten disminuye

raacutepidamente al cesar la administracioacuten del agente (eliminacioacuten) Tiene un

cociente de particioacuten aceitegas de 472 12

Ciertas situaciones pueden alterar el coeficiente de particioacuten eacuteste

disminuye cuando la temperatura corporal aumenta y con la hemodilucioacuten 14 15

Estas circunstancias pueden tener su importancia durante la circulacioacuten

extracorpoacuterea

Eger y cols 16 sugirieron que la presioacuten parcial del anesteacutesico al final de

la espiracioacuten (end-tidal) refleja la presioacuten parcial arterial del anesteacutesico cuando

las diferencias entre las concentraciones inspirada y al final de la espiracioacuten

son pequentildeas

Concentracioacuten alveolar miacutenima

La concentracioacuten alveolar miacutenima (CAM) es la FA de un anesteacutesico a 1

atmoacutesfera y 37ordmC que impide el movimiento en respuesta a un estiacutemulo

quiruacutergico en el 50 de los pacientes En la praacutectica cliacutenica se acepta que una

concentracioacuten de 12 a 13 veces la CAM suele impedir que el paciente se

mueva durante la estimulacioacuten quiruacutergica 6 La CAM desciende con la edad 17

siendo la CAM del 33 en neonatos 18 2 a 25 en nintildeos entre 1 y 9 antildeos de

edad 19 20 y 26 en adultos joacutevenes entre 18 y 35 antildeos de edad 21 La CAM

13 Introduccioacuten13

13 13 13

36

variacutea en adultos sanos de mediana edad entre el 171 22 y el 204 23 Y en

mayores de 70 antildeos la CAM seriacutea de 145 24 25 Sin embargo antildeadiendo un

635 end-tidal de oacutexido nitroso la CAM disminuye del 171 al 066 22 Es

decir el oacutexido nitroso antildeadido al 65 del volumen (dosis de anesteacutesico

vaporgas medido en teacuterminos de concentracioacuten) a la mezcla del gas inspirado

la CAM del sevoflurano disminuye alrededor del 50 21

El teacutermino CAM-despierto define la CAM con la que los pacientes abren

los ojos cuando se les ordena 25 La CAM-despierto descrita en la literatura es

el 33 de la CAM ajustada a la edad 26

Metabolismo y eliminacioacuten

El sevoflurano se degrada con los absorbentes de dioacutexido de carbono

altamente alcalinos y la cal sodada dependiendo de la temperatura en cinco

productos denominados compuestos A B C D y E A temperatura normal soacutelo

se produce el compuesto A y B siendo B un compuesto de degradacioacuten del A

Aunque el compuesto A es nefrotoacutexico en experimentacioacuten animal (ratas)

ocasionando lesioacuten del tuacutebulo proximal en humanos no se han comprobado

ninguacuten tipo de lesioacuten 11 Se elimina a traveacutes del pulmoacuten y el rintildeoacuten en forma de

metabolitos en un 2-3 y se metaboliza en el hiacutegado a traveacutes del citocromo p-

4502E1 siendo los productos metaboacutelicos maacutes importantes el ion fluacuteor y el

hexafluoroisopropanolol 11

13 Introduccioacuten13

13 13 13

37

112 Faacutermacos hipnoacuteticos y cirugiacutea cardiovascular

PROPOFOL

Efectos hemodinaacutemicos

En la literatura encontramos la asociacioacuten del propofol con la hipotensioacuten

arterial 27 Eacuteste disminuye en un 20-40 la presioacuten arterial (PA) sisteacutemica 28 - 31

sobre todo por el efecto vasodilatador sisteacutemico 30 32 33 y pulmonar 34 y la

depresioacuten de la actividad del componente cardiovascular del sistema nervioso

simpaacutetico 35 36 La velocidad de inyeccioacuten del propofol tambieacuten estaacute relacionada

con el descenso de la PA 37 La caiacuteda del gasto cardiacuteaco (GC) (-15) y del

volumen de eyeccioacuten sistoacutelico (-20) es moderada observaacutendose una

disminucioacuten de las resistencias vasculares sisteacutemicas (RVS) (-15 a -25) y del

iacutendice de trabajo del ventriacuteculo izquierdo (-30) 1 Los factores de riesgo de la

hipotensioacuten arterial son la edad superior a los 65 antildeos la administracioacuten

concomitante de derivados morfiacutenicos la cirugiacutea abdominal y ortopeacutedica el

sexo femenino la toma de benzodiacepinas y de betabloqueantes y los

pacientes ASA III 38 La frecuencia cardiaca (FC) sin embargo generalmente

no se ve afectada 39

Efectos a nivel miocaacuterdico

La administracioacuten de propofol conlleva una depresioacuten miocaacuterdica 40 con

disminucioacuten de la contractilidad 41 42 43 y disminucioacuten de consumo de oxiacutegeno

miocaacuterdico 44 45

13 Introduccioacuten13

13 13 13

38

Efectos en pacientes con cardiopatiacuteas congeacutenitas

Williams y cols 46 realizaron un estudio sobre los efectos hemodinaacutemicos

del propofol en los nintildeos con cardiopatiacuteas congeacutenitas que se sometiacutean a un

cateterismo cardiacuteaco electivo Clasificaron los pacientes en tres grupos

pacientes sin shunt cardiacuteaco pacientes con shunt izquierdo-derecho

(QpQsge1) y pacientes con shunt derecho-izquierdo (QpQslt1) [Qp= flujo

sanguiacuteneo pulmonar Qs=flujo sanguiacuteneo sisteacutemico] Tras la administracioacuten de

propofol la PA sisteacutemica y la RVS descendieron de forma significativa en todos

los grupos y la Qs aumentoacute la FC la presioacuten arterial pulmonar (PAP) media la

resistencia vascular pulmonar y la Qp no se modificaron el ratio de la

resistencias pulmonar a sisteacutemica aumentoacute en los tres grupos y QpQs

disminuyoacute en los pacientes con shunt intracardiaco con consecuentes

desaturaciones en pacientes con cardiopatiacutea cianoacutetica (QpQslt1) 46

SEVOFLURANO

Efectos hemodinaacutemicos

El sevoflurano produce una reduccioacuten dosis-dependiente del GC de la

PA media y del trabajo del ventriacuteculo izquierdo sin cambios en la FC en un

modelo experimental porcino 47

13 Introduccioacuten13

13 13 13

39

Efectos a nivel miocaacuterdico

En los antildeos 80 el isoflurano era el anesteacutesico volaacutetil que habiacutea

demostrado tener las menores propiedades depresoras cardiacas 48 debido en

parte por sus propiedades vasodilatadoras 49 Sin embargo en un estudio

publicado en el antildeo 1990 50 se demuestra que el sevoflurano comparado con

el isoflurano tiene los mismos efectos sobre la funcioacuten cardiaca y el flujo

coronario en perros pero no en la FC En estudios experimentales 51 los

anesteacutesicos volaacutetiles han demostrado mejorar la recuperacioacuten post-isqueacutemica a

nivel celular en corazones aislados y en animales

El Colegio Americano de Cardiologiacutea junto con la Asociacioacuten Cardiacuteaca

Americana (ACCAHA) en sus directrices de 2007 sobre la evaluacioacuten

cardiovascular perioperatoria y el manejo para la cirugiacutea no cardiaca 52 53

recomendaba el uso de los anesteacutesicos volaacutetiles como primera opcioacuten en la

anestesia general en pacientes hemodinamicamente estables con riesgo de

isquemia miocaacuterdica (Clase IIa) con un nivel de evidencia B Esta

recomendacioacuten se basaba en los resultados obtenidos en pacientes sometidos

a un bypass coronario por lo que fue objeto de criacutetica 52 53

Landoni y cols 54 publicaron un meta-anaacutelisis en el que mostraron que el

desflurano y el sevoflurano podriacutean reducir la mortalidad postoperatoria y la

incidencia de infarto de miocardio tras cirugiacutea cardiacuteaca con disminucioacuten de los

niveles de troponina cardiacuteaca postoperatoria menor necesidad de soporte

inotroacutepico menor tiempo de ventilacioacuten mecaacutenica menor estancia en unidad de

cuidados intensivos (UCI) y hospitalaria en general 54

13 Introduccioacuten13

13 13 13

40

Dos antildeos despueacutes Landoni y cols55 realizan otro meta-anaacutelisis en busca

de las propiedades cardioprotectoras de los anesteacutesicos volaacutetiles en pacientes

de alto riesgo sometidos a cirugiacuteas no cardiacas Concluyen que las

propiedades cardioprotectoras del desflurano y sevoflurano no se han

estudiado en la cirugiacutea no cardiaca ya que ninguacuten estudio aleatorizado

comparando desflurano o sevoflurano con los anesteacutesicos intravenosos habiacutea

abordado la incidencia de complicaciones tales como el infarto de miocardio o

la mortalidad 55

En los pacientes sometidos a cirugiacutea de bypass coronario existe una

creciente evidencia en el efecto protector cardiaco de los anesteacutesicos volaacutetiles

y de los opioides 56 La ACCAHA en 2011 57 persiste en su recomendacioacuten de

la anestesia inhalatoria para estos procedimientos (clase IIa) con un nivel de

evidencia A (en 2007 era nivel de evidencia B 52 53) Es muy probable que los

anesteacutesicos volaacutetiles y los opioides tambieacuten protejan a los corazones de los

pacientes quiruacutergicos no cardiacuteacos Sin embargo la edad la diabetes y el

remodelado miocaacuterdico disminuyen los beneficios cardioprotectores de los

anesteacutesicos 56

En resumen muchos anesteacutesicos modifican las variables

hemodinaacutemicas incluyendo la funcioacuten sistoacutelica la resistencia vascular y las

condiciones de precarga Estas alteraciones pueden tener efectos nocivos en

los pacientes con insuficiencia cardiaca produciendo inestabilidad

hemodinaacutemica Por lo tanto es fundamental tener en cuenta el efecto de los

faacutermacos anesteacutesicos en el paciente que se encuentra en tratamiento por su

insuficiencia cardiaca 58

13 Introduccioacuten13

13 13 13

41

113 Efecto de los anesteacutesicos sobre el flujo de los oacuterganos

Se ha demostrado que los faacutermacos anesteacutesicos tienen efecto sobre el

flujo de los oacuterganos asiacute Holmstroumlm y cols59 demostraron un mayor efecto

vasodilatador cerebral del desflurano con respecto al sevoflurano en un modelo

porcino De Hert y cols60describen un efecto cardioprotector del sevoflurano en

el intraoperatorio de cirugiacutea cardiacuteaca pero no encuentran diferencias con

respecto al propofol durante el postoperatorio Kaisti y cols61comparan

sevoflurano y propofol ambos disminuyen el flujo cerebral regional siendo esta

disminucioacuten mayor con el propofol sin embargo Conti y cols62 muestran un

efecto beneficioso del propofol con respecto a altas dosis de sevoflurano sobre

el flujo cerebral Incluso la dosis de los anesteacutesicos influye en la perfusioacuten de

los oacuterganos asiacute Kerbaul y cols63 describen una mayor perfusioacuten miocaacuterdica

con sevoflurano 26 (1 CAM) que con 39 (15 CAM) en un modelo

porcino y Crawford y cols64 describen alteraciones en el flujo hepaacutetico

espleacutenico y cerebral dependiendo de la dosis de sevoflurano empleada (05

CAM hasta 15 CAM) en ratas

114 Efecto de los anesteacutesicos sobre los biomarcadores de respuesta

inflamatoria y oacutexido niacutetrico

Efectos del propofol

El propofol posee efecto antioxidante e inmunomodulador 65 al eliminar

radicales libres de oxiacutegeno y disminuir la peroxidacioacuten lipiacutedica principalmente

en el hiacutegado pulmoacuten corazoacuten y rintildeoacuten 66 El propofol disminuye los niveles de

13 Introduccioacuten13

13 13 13

42

citoquinas plasmaacuteticas en el tejido pulmonar sin embargo en un estudio

reciente parece que no presenta efecto sobre la interleukina (IL) IL-1β en el

pulmoacuten 67 El propofol inhibe la produccioacuten inducida de oacutexido niacutetrico 68 69

Propofol frente a Sevoflurano

El propofol con respecto al sevoflurano produce una disminucioacuten de la

infiltracioacuten de neutroacutefilos de los niveles de citoquinas proinflamatorias en

plasma de la produccioacuten de radicales libres de oxiacutegeno y de la actividad de la

oacutexido niacutetrico sintasa (iNOS) 70

En la literatura encontramos estudios comparativos de la anestesia con

propofol y sevoflurano en diferentes cirugiacuteas entre ellas la cirugiacutea vascular 71

En este trabajo 71 la respuesta inflamatoria y el estreacutes oxidativo producido por

el clampaje aoacutertico es menor en el grupo anestesiado con propofol con

respecto al grupo del sevoflurano aunque ambos faacutermacos han demostrado

cierta modulacioacuten de la isquemia-reperfusioacuten sugiriendo un efecto protector de

los oacuterganos durante el clampaje aoacutertico abdominal 72

Estudios recientes muestran un efecto neuroprotector del sevoflurano en

la isquemia cerebral mediado por un mecanismo antiinflamatorio 73 asiacute como

un efecto protector del endotelio en humanos componente vital de los

oacuterganos 74

Otros autores comparando el efecto del desflurano sevoflurano y

propofol sobre el estreacutes oxidativo comprobaron que el desflurano produciacutea

13 Introduccioacuten13

13 13 13

43

mayor aumento de malondihaldeiacutedo (MDA) y el propofol lo disminuiacutea sin

embargo el sevoflurano no modificaba los niveles de este marcador de estreacutes

oxidativo 75 76

Kotani y cols demostraron que los efectos del isoflurano en el pulmoacuten

sano eran perjudiciales 77 Tambieacuten observaron que los niveles de expresioacuten

geacutenica de una serie de factores pro-inflamatorios aumentaban de manera

significativa en pulmones sanos 2 horas despueacutes de la inhalacioacuten de 15 CAM

de sevoflurano 78

Los anesteacutesicos volaacutetiles podriacutean alterar la respuesta inflamatoria

pulmonar modulando la secrecioacuten de citoquinas pro-inflamatorias por las

ceacutelulas pulmonares 79 Otros estudios muestran que los anesteacutesicos volaacutetiles

inhiben la liberacioacuten de factor de necrosis tumoral alfa (TNF-α) reduciendo asiacute

la inflamacioacuten 80

En los pacientes sometidos a ventilacioacuten unipulmonar Jin y cols 81

afirman que el sevoflurano en comparacioacuten con el propofol aumenta la lesioacuten

de la funcioacuten pulmonar durante la fase perioperatoria mediante factores

inflamatorios (TNL-α e IL-6 e IL-10) el empeoramiento del edema pulmonar y

la inhibicioacuten de la vasoconstriccioacuten pulmonar hipoacutexica 81

13 Introduccioacuten13

13 13 13

44

12 ASISTENCIA MECAacuteNICA CIRCULATORIA

121 Concepto de asistencia mecaacutenica circulatoria (AMC)

Epidemiologiacutea de la Insuficiencia Cardiaca

La Insuficiencia Cardiacuteaca (IC) es un siacutendrome complejo con una alta

prevalencia situaacutendose en torno al 10 en mayores de 70 antildeos 82 Su

incidencia es del 1 en mayores de 65 y del 9 entre los 80 y 89 antildeos de

edad 82 Es la primera causa de hospitalizacioacuten en los paiacuteses desarrollados en

los mayores de 65 antildeos siendo el 5 del total de los ingresos 82 Su

prevalencia estaacute aumentando en los uacuteltimos antildeos ya que el manejo

cardiovascular de los pacientes estaacute mejorando y la poblacioacuten envejeciendo

Aunque la supervivencia en estos pacientes ha ido aumentando la IC

continuacutea teniendo un mal pronoacutestico con una mortalidad aproximada del 50 a

los 5 antildeos del diagnoacutestico Debido a su elevada prevalencia y a su alta tasa de

ingresos-reingresos supone un problema de salud puacuteblica por su elevada carga

asistencial En conjunto se estima que los costes directos de la IC suponen el

1-2 del presupuesto sanitario de los paiacuteses desarrollados 83

En 1993 el estudio Framingham 84 publicoacute una incidencia anual

ajustada por edad de la insuficiencia cardiaca congestiva en personas de ge45

antildeos del 72 casos1000 en los hombres y 47 casos1000 en las mujeres

mientras que la prevalencia ajustada por edad de la insuficiencia cardiacuteaca fue

de 241000 en los hombres y el 251000 en mujeres durante la deacutecada de los

13 Introduccioacuten13

13 13 13

45

80 y una tasa de supervivencia a los 5 antildeos del 25 en hombres y el 38 en

mujeres 84 Por lo tanto la insuficiencia cardiaca se presenta como un

importante y creciente problema de salud puacuteblica a veces considerado incluso

como una nueva epidemia 83 85

Shock cardiogeacutenico

El shock cardiogeacutenico es un estado de inadecuada perfusioacuten tisular

debida a una disfuncioacuten cardiaca Es una complicacioacuten del infarto agudo de

miocardio con una incidencia que variacutea del 5 al 15 y de muy alta

mortalidad 86

Por otro lado los pacientes sometidos a cirugiacutea cardiacuteaca

(revascularizaciones miocaacuterdicas y recambios valvulares) pueden desarrollar

un shock cardiogeacutenico postcardiotomiacutea situacioacuten en la que no se puede retirar

la circulacioacuten extracorpoacuterea Presenta una incidencia que variacutea entre el 02 87

1 88 llegando hasta el 6 89 seguacuten las series publicadas

Tratamientos de la insuficiencia cardiaca la asistencia mecaacutenica circulatoria

(AMC)

Durante los uacuteltimos 20 antildeos el tratamiento de la IC ha mejorado de

manera significativa gracias no soacutelo a las nuevas terapias farmacoloacutegicas

(inhibidores de la enzima convertidora de la angiotensina beta-bloqueantes)

sino tambieacuten a los tratamientos invasivos y dispositivos de asistencia De

13 Introduccioacuten13

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46

hecho los avances en el soporte mecaacutenico es decir el desarrollo de

dispositivos de AMC maacutes eficientes han permitido reducir la morbimortalidad

en pacientes con insuficiencia cardiacuteaca terminal en lista de espera para un

trasplante Sin embargo el trasplante no puede ser la uacutenica solucioacuten debido no

soacutelo a un nuacutemero insuficiente de donantes disponibles sino tambieacuten al elevado

nuacutemero de pacientes no candidatos por presentar comorbilidades graves yo

edad avanzada La AMC ya no se concibe soacutelo como un puente al trasplante

sino como un tratamiento en siacute 90 ya que han demostrado ser dispositivos

eficaces capaces de reemplazar la funcioacuten cardiaca y de mantener la

estabilidad hemodinaacutemica del paciente hasta la llegada de un trasplante 91-93

Trasplante cardiaco

El trasplante cardiaco puede ser la uacutenica alternativa cuando todas las

opciones terapeacuteuticas han fracasado 94 Maacutes de la mitad de los pacientes

trasplantados urgentes en los uacuteltimos 5 antildeos llevaban implantado alguacuten tipo de

AMC 95 Estos dispositivos son cruciales para el mantenimiento y la

estabilizacioacuten previa al trasplante de los pacientes con IC aguda Permiten

mantener a los receptores en unas condiciones adecuadas hasta la aparicioacuten

de un oacutergano compatible No obstante debido a que en ocasiones el tiempo de

espera del oacutergano puede ser de semanas se hace necesario disponer de

dispositivos de asistencia ventricular de media y larga duracioacuten para evitar el

deterioro del paciente y que eacuteste se mantenga en buenas condiciones hasta el

trasplante cardiaco 95

13 Introduccioacuten13

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47

La supervivencia obtenida con el trasplante cardiaco en Espantildea sobre

todo en los uacuteltimos antildeos lo situacutea como el tratamiento de eleccioacuten en las

cardiopatiacuteas irreversibles en situacioacuten funcional avanzada y sin otras opciones

meacutedicas o quiruacutergicas establecidas 95 Seguacuten los datos publicados en 2012 por

la Sociedad Espantildeola de Cardiologiacutea 95 el perfil cliacutenico medio del paciente que

se trasplantoacute en Espantildea en 2011 fue el de un varoacuten de 53 antildeos diagnosticado

de cardiopatiacutea isqueacutemica no revascularizable con disfuncioacuten ventricular grave y

clase funcional avanzada al que se implantoacute un corazoacuten de 38 antildeos

procedente de un donante fallecido por hemorragia cerebral y con un tiempo en

lista de espera de 122 diacuteas En los uacuteltimos antildeos se ha incrementado el nuacutemero

de trasplantes urgentes (el 38 en 2011 frente al 34 en 2010) El tiempo

medio de supervivencia se ha incrementado con los antildeos Asiacute mientras en la

serie total la probabilidad de supervivencia tras 1 5 10 y 15 antildeos es del 77 el

66 el 53 y el 39 respectivamente en los uacuteltimos 5 antildeos la probabilidad de

supervivencia tras 1 y 5 antildeos es del 80 y el 73 respectivamente La causa

maacutes frecuente de fallecimiento es el fallo agudo del injerto (16) seguido de

infeccioacuten (156) combinado de enfermedad vascular del injerto y muerte

suacutebita (14) tumores (123) y rechazo agudo (77) 95

Trasplante y Dispositivos de Asistencia Mecaacutenica

La proporcioacuten de pacientes trasplantados con asistencia se ha ido

incrementando con el tiempo En los uacuteltimos 7 antildeos ha alcanzado el 24 95 El

baloacuten de contrapulsacioacuten intraaoacutertico sigue siendo el maacutes utilizado aunque no

se ha incrementado su uso en los uacuteltimos 5 antildeos en cambio el oxigenador de

13 Introduccioacuten13

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48

membrana extracorpoacutereo (ECMO) y los dispositivos pulsaacutetiles siacute han visto

significativamente incrementada su utilizacioacuten (fig 2)

Figura 2 Distribucioacuten del tipo de asistencia ventricular previa al trasplante por

periodos 95 (DAV dispositivo de asistencia ventricular ECMO oxigenador de

membrana extracorpoacutereo)

Historia de la AMC

El primer implante de AMC exitoso 96 fue realizado por los Dr Michael

DeBakey y Dr Domingo Liotta en 1966 en un paciente con shock

postcardiotomiacutea como puente al trasplante Hubo que esperar 20 antildeos despueacutes

para que las sistemas implantables y portaacutetiles de AMC se usaran de forma

terapeacuteutica como puente al trasplante 96 De hecho en la actualidad el uso de

asistencias ventriculares como puente al trasplante se considera una buena

opcioacuten para pacientes en shock cardiogeacutenico refractario 97 98

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13 13 13

49

Epidemiologiacutea de la AMC

Reyes y cols 99 presentaron en 2006 un estudio observacional

descriptivo sobre la experiencia en el uso de AMC como puente al trasplante

cardiaco en el Hospital General Universitario Gregorio Marantildeoacuten y analizaron la

supervivencia y el pronoacutestico de dichos pacientes tras el trasplante Estudiaron

los pacientes portadores de AMC que fueron trasplantados entre los antildeos 1988

y 2005 (n=23) La edad media fue de 525plusmn84 antildeos Los motivos de inclusioacuten

en la lista de trasplante fueron postcardiotomiacutea (n=10) infarto de miocardio

(n=5) disfuncioacuten primaria del injerto (n=7) y miocardiopatiacutea dilatada (n=1) Los

modelos de AMC empleados fueron BioMed Comunidad de Madrid (n=9)

Abiomed BVS 5000 (n=13) y Biomeacutedicus (n=1) El tiempo en alerta cero del

paciente fue de 3 plusmn 24 diacuteas Las complicaciones intrahospitalarias fueron

neuroloacutegicas (n=7) infecciosas (n=12) renales (n=3) hemorraacutegicas (n=3) y

respiratorias (n=2) La mortalidad intrahospitalaria fue del 391 (n=9) la

supervivencia al antildeo del 552 y a los 5 antildeos del 322 La supervivencia al

antildeo fue del 923 en los pacientes que recibieron el alta domiciliaria Una

adecuada seleccioacuten de los pacientes y del tipo de asistencia son esenciales

para la obtencioacuten de buenos resultados 99

Ademaacutes de conocer las caracteriacutesticas de los sistemas de AMC es

importante conocer la situacioacuten que cada paiacutes presenta en cuanto a la

incidencia de trasplantes cardiacos Espantildea es uno de los paiacuteses con un mayor

nuacutemero de donantes 96 100 lo que permite que el nuacutemero de diacuteas que deben

esperar los pacientes hasta la llegada de un corazoacuten donante sea menor que el

13 Introduccioacuten13

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50

de otros paiacuteses especialmente en los pacientes que se situacutean dentro de la

categoriacutea de alerta cero situacioacuten que les otorga prioridad nacional ante un

posible donante Si el tiempo de espera aumenta como en otros paiacuteses seriacutea

preciso replantearse el uso de dispositivos de AMC de mayor duracioacuten

Es preciso una experiencia continuada por parte del personal sanitario

asiacute como una adecuada seleccioacuten de los pacientes 101 102 para obtener

resultados satisfactorios 103 ademaacutes de las mejoras tecnoloacutegicas

Navia y cols 91 presentaron una supervivencia global en el paciente con

trasplante cardiaco (desde la implantacioacuten de la AMC como puente al

trasplante) del 69 El grupo alemaacuten de El-Banayosy y cols 104 utiliza el

sistema Abiomed soacutelo cuando se preveacute una asistencia durante un corto periacuteodo

de tiempo Samuels y cols 105 describen la experiencia de 45 pacientes

asistidos con el sistema Abiomed BVS 5000 con un porcentaje de pacientes

dados de alta del 31El sistema Abiomed BVS 5000 es un sistema disentildeado

para asistir al corazoacuten en espera de una recuperacioacuten del miocardio o como

puente al trasplante durante un corto periacuteodo de tiempo y cuyas principales

ventajas son su sencilla utilizacioacuten y su bajo coste 105 - 108

13 Introduccioacuten13

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51

122 Clasificacioacuten y principales dispositivos

Asistencia mecaacutenicas circulatorias de FLUJO PULSAacuteTIL O CONTINUO

Existen tres generaciones de AMC 109 110

La primera generacioacuten de las AMC la constituye una bomba pulsaacutetil

imitando la accioacuten fisioloacutegica del corazoacuten proporcionando un excelente soporte

circulatorio y dando como resultado una larga supervivencia y mejor calidad de

vida 111-113 Entre estos dispositivos se encuentran el HeartMate I (XVE)

(Thoratec Inc Pleasanton California USA) Thoratec PVAD y Novacor N100

(WorldHeart Inc Salt Lake City Utah USA) y Abiomed BVS5000 y AB5000

En el antildeo 2009 el doctor Del Cantildeizo y cols 114 publicaron la descripcioacuten

de un nuevo dispositivo pulsaacutetil de bajo coste para soporte circulatorio a corto

plazo que incorpora una caacutemara de complianza Esta caacutemara funciona como

una auriacutecula y demostroacute en estudios experimentales in vivo mejorar la descarga

ventricular al llenarse principalmente durante la siacutestole mientras que en otros

dispositivos el llenado del dispositivo ocurre uacutenicamente durante la diaacutestole 114

Seguacuten la sangre avanza por el sistema circulatorio el flujo pulsaacutetil inicial

en la aorta es progresivamente amortiguado transformaacutendose en flujo continuo

a nivel de los capilares 115 (fig 3)

13 Introduccioacuten13

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52

Figura 3 Presiones en el sistema circulatorio [Smith JJ Kampine JP

Circulatory physiology The essentials 3rd Edition Baltimore MD Williams amp

Wilkins 1990]

La segunda generacioacuten de AMC son bombas rotatorias (centriacutefugas o

axiales) que producen un flujo continuo (fig 4) y presentan un funcionamiento

sencillo Son silenciosas y mucho maacutes compactas que las de flujo pulsaacutetil

Tienen una superficie de contacto de la bomba con la sangre maacutes pequentildea y

menos trombogeacutenica sin zonas de estancamiento y sin vaacutelvulas artificiales Se

incluyen dispositivos como las bombas de flujo axial HeartMate II (Thoratec

Inc Pleasanton California USA) Jarvik 2000 el MicroMed DeBakey

(MicroMed Technology Inc Houston Texas USA) la Impella Recover y de

flujo centriacutefugo la TandemHeart La bomba centriacutefuga Biomeacutedicus es un

dispositivo de segunda generacioacuten relativamente barato en comparacioacuten con

otros dispositivos maacutes sofisticados Estos dispositivos se presentaron como

una solucioacuten para los pacientes con shock cardiogeacutenico post-infarto agudo de

miocardio y postcardiotomiacutea ya que presentaban una funcioacuten ventricular

izquierda (fraccioacuten de eyeccioacuten del ventriacuteculo izquierdo o FEVI) comprometida

13 Introduccioacuten13

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53

que necesitaba un apoyo mecaacutenico a corto plazo como puente a la

recuperacioacuten

En la uacuteltima deacutecada el objetivo de los disentildeos de las AMC ha sido el

aumentar su tiempo de uso evolucionando desde la primera generacioacuten de

las bombas pulsaacutetiles a las bombas de ahora maacutes pequentildeas ligeras y de flujo

continuo Seguacuten la configuracioacuten del propulsor o rotor de la bomba (ldquospinning

impellerrdquo) los dispositivos de AMC de flujo continuo pueden ser de flujo radial

o axial116

Figura 4 Tipos de bombas seguacuten el flujo que producen Las flechas indican la

direccioacuten del flujo sanguiacuteneo que accede a la bomba de entrada (CE) y sale por

la caacutenula de salida (CS) [Garciacutea-Cosiacuteo Carmena MD Indicaciones de

asistencias ventriculares iquestalternativa o puente a trasplante Tipos de

asistencias ventriculares En Cardio Agudos Ed Grupo CTO 2015]

Los dispositivos de tercera generacioacuten son bombas centriacutefugas de flujo

continuo sin rodamientos Minimizan el contacto entre la bomba y el rotor axial

o centriacutefugo mediante el uso de la tecnologiacutea de levitacioacuten magneacutetica

reduciendo asiacute la friccioacuten y el desgaste del dispositivo 117 DuraHeart (Terumo

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54

Heart Inc Ann Arbor Michigan EEUU) HeartWare HVAD (HeartWare

International Inc Framingham Massachussets EEUU) el Levacor

recientemente suspendido (WorldHeart Inc Salt Lake City Utah EEUU) 117

la bomba maglev Levitronix CentriMag Incor de flujo axial suspendido

magneacuteticamente (Berlin Heart AG Berliacuten Alemania) HeartWare HeartMate III

DuraHeart (Terumo Somerset EEUU) y Novacor II son los dispositivos

disponibles de tercera generacioacuten 118

Registro Interinstitucional INTERMACS para la AMC

El Registro Interinstitucional para la Asistencia Mecaacutenica Circulatoria

(INTERMACS) 119 es el mayor registro de la utilizacioacuten de dispositivos de AMC

con 145 hospitales participantes El Vordm informe anual INTERMACS publicado

en 2013 (el uacuteltimo presentado) incluye los datos de AMC de 23 de junio de

2006 a 30 de junio de 2012 utilizados en 6885 pacientes de los cuales 243

teniacutean previamente un dispositivo AMC siendo 72 pacientes pediaacutetricos y 9

con AMC de ventriacuteculo derecho De los 6561 pacientes con implante primario

de AMC de ventriacuteculo izquierdo (LVAD) 136 recibieron un trasplante 910

recibieron una asistencia ventricular izquierda de flujo pulsaacutetil (681 soacutelo

LVAD) y los restantes 5515 recibieron una asistencia ventricular izquierda de

flujo continuo (973 soacutelo LVAD) como puente al trasplante o como terapia de

destino La supervivencia para los LVAD de flujo continuo fue de 80 a 1 antildeo y

de 70 a los 2 antildeos 119

13 Introduccioacuten13

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55

Dispositivo de AMC de eleccioacuten

Sigue existiendo controversia sobre queacute dispositivo de AMC tiene

mejores resultados Algunos estudios demuestran mejor flujo sanguiacuteneo con

las bombas pulsaacutetiles 120 121 otros describen menor tasa de infeccioacuten y de

fallos mecaacutenicos con las no-pulsaacutetiles 113 y otros estudios no encuentran

diferencias significativas entre ambos dispositivos 122 123 Otros estudios han

centrado sus objetivos en las diferencias existentes entre los dispositivos de

AMC (bombas de flujo pulsaacutetil versus bombas de flujo continuo) en lo que se

refiere a las alteraciones hemodinaacutemicas 123 124 perfusioacuten de los oacuterganos 122

125 asiacute como a la respuesta inflamatoria sisteacutemica 126

En un estudio previo al Vordm informe anual INTERMACS de 2013 119 (de un

antildeo menos de duracioacuten) con datos recogidos de 23 de junio de 2006 hasta el

31 de marzo de 2011 Holman y cols 127 hallaron una mayor durabilidad de las

bombas de AMC de flujo continuo frente a las de flujo pulsaacutetil Entendiendo por

problemas de durabilidad los episodios de reemplazo de la bomba en casos de

infeccioacuten trombosis-hemoacutelisis fallo de las caacutenulas fallo de la unidad central y

muerte debida a fallo de la bombacaacutenulas Un total de 3302 AMC fueron

implantadas (484 pulsaacutetiles y 2816 continuas) y 98 fueron intercambiadas o

causaron la muerte por problemas de durabilidad (46 pulsaacutetiles 52 continuas

el 3 de las implantadas) El intervalo para la aparicioacuten de un problema del

dispositivo fue mayor en el caso de las bombas de flujo continuo que en el de

las de flujo pulsaacutetil El estudio de las causas del intercambio de bomba o de

muerte relacionada con la bomba mostroacute (1) menor posibilidad de fallo de la

bomba de flujo continuo (2) similar intercambio y muerte relacionada con fallo

13 Introduccioacuten13

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56

de las caacutenulas (3) similar intercambio y muerte relacionada con trombosis-

hemoacutelisis y (4) escasos intercambios o muertes relacionadas con infecciones

en las AVM de flujo continuo Los resultados en cuanto a la supervivencia

corroboran estos hallazgos pues el 54 de los pacientes con AVM de flujo

continuo frente al 23 de los pacientes con AVM de flujo pulsaacutetil seguiacutean vivos

y continuando con el soporte de la AVM tras 12 meses de implantacioacuten 127

En otro estudio recientemente publicado (2014) Sabashnikov y cols 128

analizan los resultados a corto plazo y predictores de mortalidad a los 90 diacuteas

de la implantacioacuten de una AMC de flujo continuo Entre Julio 2006 y Mayo 2012

se implantaron 117 AMC de flujo continuo como puente al trasplante La tasa

de mortalidad a los 90 diacuteas fue de 171 La optimizacioacuten de la situacioacuten pre-

operatoria del estado de la volemia de la precarga y de la funcioacuten del corazoacuten

derecho asiacute como la seleccioacuten basada en la edad de los pacientes candidatos

a un dispositivo de AMC izquierda son los factores criacuteticos que influyen en la

supervivencia tras la implantacioacuten de una AMC de flujo continuo 128

BIOMEacuteDICUS Bomba centriacutefuga de flujo continuo

Las bombas centriacutefugas pueden ser implantadas de forma raacutepida y

sencilla son faacuteciles de usar y son relativamente baratas 129 Su principal

caracteriacutestica es ser menos destructivas para las ceacutelulas sanguiacuteneas en

comparacioacuten con las bombas de rodillos 130

La bomba Biomeacutedicus BioPump modelo BPX-80 (Medtronic Inc

Minneapolis MN) es una bomba centriacutefuga magneacutetica Se encuentra disponible

13 Introduccioacuten13

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57

en la mayoriacutea de centros de cirugiacutea cardiovascular y puede ser usada como

bypass feacutemoro-femoral bypass cardiopulmonar AMC y oxigenacioacuten de

membrana extracorpoacuterea (ECMO) 131 El modelo original fue el Modelo 600

producto de una investigacioacuten en el Instituto Nacional de Salud formando parte

de un programa de corazoacuten artificial desarrollado en 1970 Las caracteriacutesticas

en el tamantildeo y la forma del disentildeo se traducen en un flujo de sangre suave y

atraumaacutetico que disminuye los niveles de hemoacutelisis y la formacioacuten de trombos

En 1985 con la experiencia adquirida con el uso de el Modelo 600 salen al

mercado los modelos BP-80 y BP-50 La BioPump es una bomba centriacutefuga

basada en el principio del voacutertice

Componentes de la bomba Biomeacutedicus

Un voacutertice es un flujo turbulento en rotacioacuten espiral con trayectorias de

corriente cerradas Como voacutertice puede considerarse cualquier tipo de flujo

circular o rotatorio que posee vorticidad La vorticidad es un concepto

matemaacutetico usado en dinaacutemica de fluidos que se puede relacionar con la

cantidad de circulacioacuten o rotacioacuten de un fluido se define como la circulacioacuten por

unidad de aacuterea en un punto del flujo Si nosotros hacemos girar un fluido dentro

de un vaso de precipitado lleno estamos impartiendo energiacutea rotacional al

fluido y estamos creando otra forma de energiacutea movimiento Esta energiacutea hace

que el fluido sea impulsado hacia arriba al lado de las paredes del vaso de

precipitado Las caracteriacutesticas de todos los voacutertices son baja presioacuten en centro

del voacutertice y alta presioacuten hacia fuera del voacutertice

13 Introduccioacuten13

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58

Las bombas centriacutefugas magneacuteticas estaacuten constituidas por una carcasa

riacutegida externa en forma de cono por cuyo veacutertice se efectuacutea la entrada de

fluido Dentro de este cono se disponen otros conos apilados (3 en el caso de

la BioPump) que al girar sobre su propio eje producen una presioacuten negativa

sobre el punto de entrada y empujan el fluido del circuito dentro de la bomba

(fig 5) Una vez que la sangre entra en la cabeza arterial la energiacutea cineacutetica es

transmitida a la sangre por los conos rotatorios generando presioacuten en la bomba

y permitiendo que la sangre se dirija hacia el punto de salida En la entrada y

salida del cabezal de la bomba no existen dispositivos oclusivos Si los conos

estaacuten parados y no rotan la sangre puede pasar Se utilizan caacutenulas de

derivacioacuten para conectar el ventriacuteculo a la bomba

El flujo que proporcionan las bombas centriacutefugas es de tipo continuo no

pulsaacutetil La cabeza de la bomba se instala en una consola portaacutetil que dispone

de un imaacuten rotatorio y transmite el movimiento a los conos internos El sistema

electroacutenico de la consola nos permite conocer la velocidad de los conos

(revoluciones por minuto) El gasto se calcula a traveacutes de un medidor de flujo

situado en la salida del cabezal

13 Introduccioacuten13

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59

Figura 5 Fotografiacutea de la bomba Biomeacutedicus Recipiente de policarbonato con

tres conos en su interior encajados uno sobre otro con los dos conectores de

entrada y salida

La marca comercial de la consola es 550 Bio-Consola Medtronic

Biomeacutedicus Esta consola genera una fuera electromotriz transmitida a traveacutes

de un imaacuten a otro imaacuten en la bomba centriacutefuga (Bio-Pump BP-80 Meacutedicus

Biomeacutedicus) En su cara posterior presenta dos conexiones una para el flujo

de la bomba (Tx 50 Bio-Probe flow Transducer (transductor del flujo de la

sonda Medtronic Biomeacutedicus) y otra para la unidad motora externa (540 T

External drive Mototr Medtronic Biomeacutedicus) La bomba centriacutefuga puede

acoplarse directamente en la parte posterior de la consola o bien en la unidad

motora externa

Las bombas Biomeacutedicus tienen escasas complicaciones debidas a su

uso y el coste es relativamente bajo si lo comparamos con otros sistemas de

asistencia

13 Introduccioacuten13

13 13 13

60

En una revisioacuten de 129 casos Noon y cols 132 muestran que un nuacutemero

importante de pacientes con dantildeo reversible miocaacuterdico postcardiotomiacutea se

beneficiaron de un soporte temporal mediante una bomba centriacutefuga En esta

serie los pacientes presentaron varias complicaciones que incluyen

coagulopatiacutea insuficiencia o incluso fallo renal sepsis deacuteficits neuroloacutegicos

fallo ventricular arritmias y muerte el 563 de los pacientes fueron

destetados del soporte mecaacutenico y el 21 fue dado de alta vivo Las causas de

la muerte incluyeron fallo ventricular (624) arritmias (129) triage (cese de

medidas de soporte vital) (69) infarto de miocardio perioperatorio o paro

cardiacuteaco (05) coagulopatiacutea (40) sepsis (40) fallo del injerto (30) y

las relacionadas con el dispositivo (10) La uacutenica muerte relacionada con el

dispositivo se debioacute a un desplazamiento de la caacutenula venosa en la unidad de

cuidados intensivos que ocasionoacute una exanguinacioacuten Complicaciones

relacionadas con el dispositivo fueron vistas en el 16 de los pacientes 132

123 Asistencia mecaacutenica circulatoria parcial y total

Durante la siacutestole de la AMC la vaacutelvula de la caacutenula de entrada se

encuentra cerrada y la vaacutelvula de la caacutenula de salida abierta de modo que la

sangre mantiene un flujo direccionado hacia la aorta y no regresa al ventriacuteculo

izquierdo Durante la diaacutestole de la AMC se abre la caacutenula de entrada

(permitiendo la entrada de sangre a la maacutequina desde el ventriacuteculo izquierdo) y

se cierra la vaacutelvula de salida

13 Introduccioacuten13

13 13 13

61

La AMC puede producir una descarga total del ventriacuteculo (AMC total)

tratando de dar el mayor gasto cardiaco descargando de forma completa el

ventriacuteculo nativo o bien pueden realizar una descarga parcial (AMC parcial)

dando suficiente asistencia al ventriacuteculo nativo para mantener un correcto flujo

circulatorio y asiacute el ventriacuteculo nativo puede ayudar con su propio gasto Esto

uacuteltimo es importante cuando usamos una AMC como puente a la recuperacioacuten

del ventriacuteculo nativo

En la literatura se discute acerca de queacute tipo de asistencia es la mejor

Algunos autores 133 134 defienden el soporte total otros 135 136 opinan que el

soporte parcial puede presentar maacutes beneficios porque la asistencia total

puede producir atrofia de los miocitos

124 Asistencia mecaacutenica circulatoria y flujo de oacuterganos

En la actualidad la evidencia cliacutenica indica que la perfusioacuten y la funcioacuten

de los oacuterganos diana estaacuten bien mantenidos durante periacuteodos prolongados de

apoyo con un dispositivo de AMC 122 137 La perfusioacuten de los oacuterganos no parece

verse afectada por los tipos de flujo (pulsaacutetil frente no-pulsaacutetil) de AMC en un

modelo de fracaso cardiacuteaco croacutenico 138

Bajo circunstancias de circulacioacuten croacutenica sin pulso Saiacuteto y cols 139 no

encontraron diferencias en la histologiacutea de los oacuterganos diana (cerebro rintildeones

hiacutegado y corazoacuten) en asistencia pulsaacutetil y continua en un modelo experimental

en ovejas Tampoco encontraron diferencias en la presioacuten arterial media

aunque siacute en los niveles de renina en plasma (siendo maacutes elevados en los

13 Introduccioacuten13

13 13 13

62

animales con dispositivo de flujo continuo) esto podriacutea ser debido a una

respuesta de adaptacioacuten a la falta de presioacuten sanguiacutenea Tambieacuten hallaron un

adelgazamiento de la capa media de la aorta ascendente en ovejas con AMC

no-pulsaacutetil frente a las ovejas control 139 De hecho las resistencias vasculares

sisteacutemicas se elevan durante el uso de AVM de flujo continuo frente a las de

flujo pulsaacutetil 140

125 Asistencia mecaacutenica circulatoria y respuesta inflamatoria

Interleukinas y Factor de necrosis tumoral

La inflamacioacuten juega un papel importante en la patogeacutenesis del fracaso

cardiacuteaco 141 142 El TNF-α y las interleukinas IL-1β IL-1α e IL-6 son

clasificadas como citoquinas proinflamatorias en las respuestas primarias del

hueacutesped y la reparacioacuten de los tejidos 143 Las fuentes productoras de

citoquinas en el fracaso cardiacuteaco son muacuteltiples e incluyen el sistema inmune

los tejidos perifeacutericos y el fallo cardiacuteaco por si mismo 144 La hipoacutetesis de la

produccioacuten extramiocaacuterdica de citoquinas por endotoxinas bacterianas

causantes de dantildeo en la perfusioacuten tisular y de una hipoxia tisular 145 parece

maacutes probable Anker y cols 146 desarrollaron esta hipoacutetesis de la activacioacuten

inmunoloacutegica secundaria a una exposicioacuten de endotoxinas bacterianas debido

a episodios repetidos de edema intestinal hipoperfusioacuten intestinal y la

consecuente translocacioacuten bacteriana 146 De hecho son maacutes altos los niveles

13 Introduccioacuten13

13 13 13

63

seacutericos de endotoxinas en los pacientes con fracaso cardiacuteaco y edema y

disminuyen con tratamiento diureacutetico 147

Estudios cliacutenicos demuestran que los pacientes con fracaso cardiacuteaco

presentan un aumento del TNF-α y de las IL-6 IL-1β e IL-2 142 148 149 En

descompensaciones agudas de pacientes con disfuncioacuten sistoacutelica del ventriacuteculo

izquierdo se han encontrado aumentos de la IL-6 y de la proteiacutena C reactiva

(PCR) comparados con pacientes con FEVI conservada 150

La manera en que las citoquinas proinflamatorias afectan a la funcioacuten

mecaacutenica cardiacuteaca se diferencia en dos fases La fase temprana se caracteriza

por una raacutepida activacioacuten de los mecanismos de sentildealizacioacuten celular

interrelacionados entre siacute incluyendo respuestas celulares mediadas por

esfingoliacutepidos fosfoliacutepidos oacutexido-niacutetrico sintetasa (NOS) y oacutexido-niacutetrico (NO)

La respuesta puede ser estimuladora o depresora cardiaca dependiendo del

estado redox y metaboacutelico de la magnitud de la adaptacioacuten cardiaca y

respuestas reflejas y del efecto sineacutergico o antagoacutenico de las citoquinas

mediadoras Esta primera fase temprana va seguida de una fase tardiacutea maacutes

prolongada de depresioacuten uniforme de la contractilidad basal y estimulada151

En estudios experimentales las citoquinas estimulan el remodelado del

ventriacuteculo izquierdo 152 y la reversioacuten aguda de la disfuncioacuten contraacutectil 153 154 El

fracaso multiorgaacutenico tras cirugiacuteas mayores incluida la cirugiacutea cardiacuteaca se

atribuye a las citoquinas proinflamatorias TNF-α IL-1 IL-6 e IL-8 155 156

13 Introduccioacuten13

13 13 13

64

Pacientes portadores de AMC

El contacto de la sangre con las superficies artificiales de las AMC estaacute

asociado a alteraciones del sistema inmunoloacutegico y de la coagulacioacuten 157 158

Los pacientes portadores de estos dispositivos presentan alteraciones de

mediadores de respuesta inflamatoria y de estreacutes oxidativo 126 155 159 160 TNF

C3a C5a IL-6 IL-10 PCR y por ello riesgo de dantildeo orgaacutenico (dantildeo

neuroloacutegico pulmonar renal hepaacutetico etc) Sin embargo los niveles seacutericos

de estas citoquinas pro-inflamatorias no tienen un papel bien definido Lo que siacute

estaacute establecido es que la optimizacioacuten perioperatoria de los pacientes a los

que se les va a implantar estos dispositivos es fundamental para disminuir la

morbi-mortalidad Un aumento en las citoquinas seacutericas induce interacciones

entre los neutroacutefilos y el endotelio hipercoagulopatiacutea intravascular y conlleva

un fracaso microcirculatorio 161 Para una exitosa implantacioacuten de una AMC

eacutesta debe hacerse antes de que se produzca una hiper-citoquinemia en el

paciente con fracaso cardiacuteaco es decir es fundamental realizar una seleccioacuten

adecuada de los pacientes y definir el momento adecuado de la implantacioacuten

160 162

El uso de la AMC estaacute asociado a un mejor pronoacutestico cuando se

producen cambios favorables en los niveles seacutericos de estos mediadores 156

163 siendo los niveles seacutericos de IL-6 e IL-8 predictores de pronoacutestico en los

pacientes con AMC que se encuentran en espera de trasplante cardiaco 164 La

implantacioacuten de la AMC da como resultado a corto plazo un descenso en los

niveles del TNF-α y de la IL-6 sin embargo no se producen cambios en el

CD14 ni en el receptor de TNF sugiriendo que el proceso fisiopatoloacutegico

13 Introduccioacuten13

13 13 13

65

resultante en la respuesta inflamatoria no es alterado por la implantacioacuten de

una AMC 165

El TNF-α juega un papel importante en la inflamacioacuten celular pulmonar

mediada por los macroacutefagos Su produccioacuten inicia una cascada de respuestas

involucrando la expresioacuten de moleacuteculas de adhesioacuten y citoquinas expresadas

tanto en ceacutelulas inmunoloacutegicas como no-inmunoloacutegicas (ej ceacutelulas epiteliales

fibroblastos) dando como resultado la infiltracioacuten del tejido pulmonar dantildeado o

infectado por ceacutelulas inflamatorias 166 El TNF-α es un potente inotroacutepico

negativo El miocardio normal no expresa el TNF-α pero siacute expresa los dos

receptores de eacuteste Sin embargo en el corazoacuten disfuncionante hay un

aumento en la expresioacuten de TNF-α 167 Tambieacuten parece estimular junto con la

IL-1β la produccioacuten de oacutexido niacutetrico (NO) a traveacutes del estiacutemulo de la oacutexido-

niacutetrico sintetasa (iNOS) independiente del calcio 168 169 Concentraciones

ldquofisioloacutegicasrdquo bajas de NO pueden proteger a los miocitos frente al estreacutes

mecaacutenico y a la noradrenalina mientras que concentraciones ldquofisioloacutegicasrdquo maacutes

altas parecen causar un descenso en el nuacutemero de miocitos y deprimen asiacute la

contractilidad miocaacuterdica 169 La NO de origen cardiacuteaco inhibe la respuesta

inotroacutepico positiva a la estimulacioacuten beta-adreneacutergica en humanos con

disfuncioacuten del ventriacuteculo izquierdo El TNF-α induce apoptosis en los miocitos y

ceacutelulas endoteliales contribuyendo al fracaso cardiacuteaco 154

La IL-6 es una citoquina con un amplio espectro de efecto inmunoloacutegico

tanto humoral como celular 142 Se produce en respuesta a una infeccioacuten a la

IL-1 al interferoacuten gamma y al TNF-α y tiene una vida media plasmaacutetica menor

de 6 horas 170 La IL-1 es un mediador involucrado en la reaccioacuten inflamatoria

13 Introduccioacuten13

13 13 13

66

post-infarto que media en el remodelado del corazoacuten dilatado a traveacutes de la

activacioacuten de acciones especiacuteficas de leucocitos y fibroblastos 171

Peacuteptido natriureacutetico cerebral

Los peacuteptidos natriureacuteticos comprenden una familia de hormonas

vasoactivas que juegan un papel importante en la regulacioacuten de la homeostasis

cardiovascular y renal 172 Una forma de evaluar la respuesta neurohumoral se

basa en la determinacioacuten de los niveles de peacuteptido natriureacutetico cerebral

(PNC oacute BNP= brain natriuretic peptide) Aunque la determinacioacuten del peacuteptido

natriureacutetico auricular parece un mejor predictor de la disfuncioacuten del ventriacuteculo

izquierdo el PNC plasmaacutetico parece que complementa a los factores

pronoacutesticos tras un infarto agudo de miocardio al ser independiente de la

supervivencia a largo plazo 173 Los niveles de PNC reflejan una

descompensacioacuten en el estado hemodinaacutemico ya que su liberacioacuten al torrente

sanguiacuteneo es proporcional a la distensioacuten ventricular causada por una

sobrecarga volumeacutetrica 159 174 La implantacioacuten de una asistencia ventricular

conlleva la descarga de los ventriacuteculos nativos revirtiendo la situacioacuten de

desequilibrio de la volemia entre los ventriacuteculos lo que podriacutea normalizar el

estado neurohumoral La determinacioacuten de los niveles seacutericos de PNC podriacutea

ser un marcador para decidir el momento ideal de la implantacioacuten de la AMC

pero tambieacuten para hacer un seguimiento de la eficacia terapeacuteutica y de la

recuperacioacuten cliacutenica 175

13 Introduccioacuten13

13 13 13

67

Sistema del complemento

El sistema del complemento es un mecanismo de defensa proteoliacutetico

humoral basado en una cascada que comprende alrededor de 35 diferentes

proteiacutenas solubles y unidas a la membrana 176 El sistema del complemento

forma parte del sistema inmune innato y actuacutea a traveacutes de una controlada y

limitada proteoacutelisis de proteiacutenas mediante la activacioacuten de tres viacuteas la ldquoviacutea

claacutesicardquo la ldquoviacutea alternativardquo y la ldquoviacutea de la lectinardquo Las tres viacuteas convergen en la

formacioacuten de complemento C3 y C5 y en la viacutea final que activa la formacioacuten del

complejo de ataque de membrana 176 A nivel cardiaco el C3 activado (C3a)

causa taquicardia alteraciones en la conduccioacuten auriculo-ventricular fallo de la

contractilidad del ventriacuteculo izquierdo vasoconstriccioacuten coronaria y liberacioacuten

de histamina tras inyecciones en ceacutelulas cardiacas aisladas de cerdo 177

Niveles elevados de C3c (un producto de conversioacuten estable de C3) se han

relacionado con menor nivel de remodelado adverso y mejor supervivencia en

pacientes con fracaso cardiaco sistoacutelico estable 178

Proteiacutenas de choque teacutermico

Las citoquinas aumentan los niveles seacutericos de proteiacutenas protectoras en

el corazoacuten incluyendo las proteiacutenas de choque teacutermico (Hsp del ingleacutes Heat

Shock Proteins) 179 180 Descubiertas en 1962 en la mosca Drosophila en

respuesta a aumentos de temperatura Estas proteiacutenas se encuentran en

praacutecticamente todos los tejidos animales 181 Se ha visto que su expresioacuten estaacute

regulada por situaciones de estreacutes incluyendo aumentos de temperatura e

13 Introduccioacuten13

13 13 13

68

isquemia 182 En modelos animales la sobre-expresioacuten de Hsp70 (proteiacutena de

choque teacutermico de 70000 daltons) 183 ejerce un efecto protector sobre las

ceacutelulas cardiacuteacas frente a las lesiones de isquemia 184 185 Los niveles seacutericos

de Hsp70 aumentan de forma gradual a medida que avanza el fallo cardiacuteaco

pudiendo tener implicaciones en detecciones precoces del estadio B de la

ACCAHA (anomaliacuteas estructurales sin cliacutenica) y permitiendo asiacute monitorizar a

los pacientes de alto riego 186

Marcadores de estreacutes oxidativo

El sistema redox es esencial para el mantenimiento de la homeostasis

celular ya que mantiene un balance de oacutexido-reduccioacuten preservando el

equilibrio entre la produccioacuten de pro-oxidantes generados como resultado del

metabolismo celular y los sistemas de defensa anti-oxidantes La peacuterdida en

este balance lleva a un estado de estreacutes oxidativo 187 que no es maacutes que un

desequilibrio entre la produccioacuten de especies reactivas del oxiacutegeno y la

capacidad del sistema bioloacutegico de detoxificar raacutepidamente los reactivos

intermedios o reparar el dantildeo resultante Este dantildeo consiste en la formacioacuten de

radicales libres de oxiacutegeno (RLO) como son el anioacuten superoacutexido (O2-) el

peroacutexido de hidroacutegeno (H2O2) y el radical hidroxilo (OH-)durante el periodo de

reperfusioacuten 188

Los radicales libres son moleacuteculas que contienen un electroacuten no

apareado que los hace sumamente reactivos y capaces de dantildear a otras

moleacuteculas transformaacutendolas a su vez en moleacuteculas muy reactivas una reaccioacuten

13 Introduccioacuten13

13 13 13

69

en cadena que causa dantildeo oxidativo Las especies reactivas se forman como

productos del metabolismo de los radicales libres y aunque no todas son

radicales libres son moleacuteculas oxidantes que se transforman faacutecilmente en

radicales libres lo que les confiere la caracteriacutestica de ser compuestos muy

dantildeinos para las ceacutelulas Estas especies reactivas dantildean tanto al ADN como a

las proteiacutenas transportadoras 189

Las especies reactivas del oxiacutegeno (ROS) y las especies reactivas de

nitroacutegeno (RNS) juegan un importante papel en la regulacioacuten de la

supervivencia celular En general niveles moderados de ROSRNS pueden

funcionar como sentildeales promotoras de proliferacioacuten celular sin embargo

grandes aumentos de ROSRNS pueden conducir a la muerte celular Bajo

condiciones fisioloacutegicas el equilibrio entre la formacioacuten y la eliminacioacuten de

ROSRNS mantiene la funcioacuten apropiada de las proteiacutenas sensibles al redox

asegurando la homeostasis redox en la que las ceacutelulas responden de manera

adecuada a los estiacutemulos endoacutegenos y exoacutegenos Alteraciones de la

homeostasis redox conducen al estreacutes oxidativo 190 Los ROS incluyen iones de

oxiacutegeno radicales libres y peroacutexidos 191 Los RNS con mayor significacioacuten

fisioloacutegica el oacutexido niacutetrico (NO) y el peroxinitrito (ONOO-)

El NO es un radical libre descubierto como mediador intracelular en

1980 cuando se estudiaban los mecanismos de accioacuten de los nitratos como

faacutermacos vasodilatadores 192 Es un radical pequentildeo y gaseoso con una alta

afinidad para la interaccioacuten con hemoproteiacutenas ferrosas como la guanilato

ciclasa soluble y la hemoglobina 193 El NO se produce por la oxidacioacuten de L-

arginina en L-citrulina proceso catalizado por las oacutexido niacutetrico sintasas (NOS)

13 Introduccioacuten13

13 13 13

70

que utilizan nicotinamida adenina dinucleoacutetido fosfato (NADPH) y oxiacutegeno

como sustratos 194

La enzima NOS presenta tres isoformas la NOS neuronal (nNOS tipo I)

la NOS inducible (iNOS tipo II) y la NOS endotelial (eNOS tipo III) Muchos

tejidos expresan una o dos de estas tres isoformas Las nNOS y eNOS son

expresadas en respuesta a incrementos de la concentracioacuten del calcio

intracelular 187 La isoforma iNOS o tipo II se expresa de forma inducible en

macroacutefagos en respuesta a mediadores inflamatorios (citoquinas

lipopolisacaacuteridos etc) y su actividad es independiente del calcio 195

El NO media numerosos procesos fisioloacutegicos relajacioacuten del musculo

liso vascular y no vascular neurotransmisioacuten perifeacuterica y central activacioacuten

plaquetaria y fototransduccioacuten 196 A nivel vascular el NO actuacutea como un

potente modulador local del tono vascular y de la hemostasis El NO producido

por el endotelio de los vasos actuacutea sobre las ceacutelulas musculares lisas

vasculares o sobre las del mismo endotelio produciendo un efecto final de

relajacioacuten celular que se traduce en vasorelajacioacuten y alteracioacuten de la

permeabilidad del endotelio vascular

Hay poca evidencia de que la produccioacuten endoacutegena de NO en el corazoacuten

sano juegue un papel importante en la modulacioacuten directa de la funcioacuten

cardiacuteaca sistoacutelica En estados patoloacutegicos (cardiopatiacutea dilatada sepsis rechazo

de injerto) se piensa que el aumento en las concentraciones de NO a nivel

miocaacuterdico puede ser debido a la induccioacuten de iNOS dentro de los miocitos asiacute

como a la infiltracioacuten de ceacutelulas inflamatorias pero la situacioacuten en el corazoacuten

del ser humano sigue estando poco clara 197

13 Introduccioacuten13

13 13 13

71

13 JUSTIFICACIOacuteN

Tras el anaacutelisis previo realizado encontramos

bull Que los dispositivos de AMC son una opcioacuten terapeacuteutica en los

pacientes que se encuentran en lista de espera de trasplante cardiaco

Estos dispositivos son la solucioacuten a la escasez de donantes

bull Que los dispositivos de AMC tienen como misioacuten mantener la perfusioacuten

de los oacuterganos sin embargo se asocian a complicaciones que pueden

llevar al fracaso multiorgaacutenico

bull Que es fundamental la optimizacioacuten perioperatoria (tipo de dispositivo de

AMC monitorizacioacuten y faacutermacos) en la implantacioacuten del dispositivo de

AMC Nuestro grupo de investigacioacuten ha desarrollado una liacutenea de

investigacioacuten en el afaacuten de contribuir a dicha optimizacioacuten en la que se

ha estudiado cuaacutel es el dispositivo de AMC maacutes adecuado en lo que se

refiere al flujo de los oacuterganos 198

bull Que los faacutermacos anesteacutesicos volaacutetiles (sevoflurano) tienen un efecto

beneficioso sobre el flujo de los oacuterganos frente a los anesteacutesicos

intravenosos (propofol) en cirugiacutea cardiovascular

bull Que no existen o al menos no hemos sido capaces de encontrar

trabajos en la literatura que comparen ambos anesteacutesicos (sevoflurano y

propofol) en los dispositivos de AMC

13 Introduccioacuten13

13 13 13

72

En este trabajo trataremos de dilucidar la importancia de la

optimizacioacuten de los faacutermacos anesteacutesicos (propofol versus sevoflurano) en los

dispositivos de AMC y proponer el protocolo maacutes oacuteptimo en cuanto al flujo de

los oacuterganos

73

2- HIPOacuteTESIS Y OBJETIVOS

13 Hipoacutetesis13 y13 Objetivos13

13 13 13

74

La anestesia inhalatoria con agentes halogenados (sevoflurano) ha

demostrado una superioridad frente a la anestesia intravenosa (propofol) en lo

que se refiere al flujo de los oacuterganos en cirugiacutea cardiovascular Sin embargo en

los pacientes con AMC auacuten no hay evidencia de cuaacutel de las dos es superior en

lo que se refiere al flujo de los oacuterganos la respuesta inflamatoria y el estreacutes

oxidativo en los pacientes portadores de estos dispositivos

21- HIPOacuteTESIS

Como hipoacutetesis de trabajo sugerimos que el sevoflurano produce un

efecto protector sobre el flujo de los oacuterganos frente al propofol en los

dispositivos de AMC (H1) asumiendo como hipoacutetesis nula (H0) el hecho de que

el sevoflurano no produce este efecto

22- OBJETIVOS

1 Objetivo principal estudiar el efecto del sevoflurano y propofol en el

flujo de los oacuterganos en un dispositivo de AMC de flujo continuo

13 Hipoacutetesis13 y13 Objetivos13

13 13 13

75

2 Objetivos secundarios

21 Estudiar el efecto del sevoflurano y propofol en las variables

hemodinaacutemicas de gasometriacutea arterial y hematoloacutegicas en un dispositivo

de AMC de flujo continuo

22 Estudiar el efecto del sevoflurano y propofol en los

marcadores plasmaacuteticos de dantildeo tisular en un dispositivo de AMC de

flujo continuo

23 Estudiar el efecto del sevoflurano y propofol en los

marcadores plasmaacuteticos de respuesta inflamatoria y de estreacutes oxidativo

en un dispositivo de AMC de flujo continuo

23- PLANTEAMIENTO

En este trabajo para el cumplimiento de los objetivos se ha planteado el

siguiente disentildeo

- Se ha seleccionado como animal de experimentacioacuten al cerdo minipig

macho

- Estudio experimental comparativo randomizado de dos grupos

(sevoflurano versus propofol) seguacuten el hipnoacutetico utilizado en el

mantenimiento anesteacutesico en la AMC

PROPOFOL (Grupo PROP n=5)

SEVOFLURANO (Grupo SEVO n=5)

13 Hipoacutetesis13 y13 Objetivos13

13 13 13

76

- Meacutetodo utilizado

1 Medicioacuten del flujo de los oacuterganos mediante la teacutecnica de microesferas

de colores 199 200

2 Estudio de las variables hemodinaacutemicas mediante el cateacuteter de

arteria pulmonar

3 Estudio de las variables de gasometriacutea arterial y hematoloacutegicas y

medicioacuten de los marcadores de dantildeo tisular de respuesta

inflamatoria y de estreacutes oxidativo mediante la extraccioacuten de muestras

de sangre arterial

- Variables del estudio

1 Variable principal microesferas de colores

2 Variables secundarias paraacutemetros hemodinaacutemicos y de gasometriacutea

arterial marcadores de dantildeo tisular respuesta inflamatoria y estreacutes

oxidativo

- Las variables anteriormente descritas se estudiaron en tres momentos

- Antes del clampaje aoacutertico (Basal)

- Antes de iniciar la asistencia ventricular (AAs)

- Transcurridos 30 minutos de la asistencia parcial (AP 30rsquo)

77

3- MATERIAL Y MEacuteTODO

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

78

31 Material

311- Animal de experimentacioacuten

El animal utilizado en este estudio fue el cerdo minipig macho Estos

animales pertenecen a una liacutenea desarrollada por Sachs en el Instituto

Nacional de la Salud en Bethesda (Maryland Estados Unidos) 201 como modelo

animal para la investigacioacuten en el trasplante de oacuterganos mediante la seleccioacuten

de tres genotipos homocigotos independientes en relacioacuten con el complejo

mayor de histocompatibilidad

Los animales proceden de la granja que el Instituto Tecnoloacutegico de

Desarrollo Agrario (ITDA) de la Consejeriacutea de Medio Ambiente de la

Comunidad de Madrid posee en el Complejo Agropecuario de Aranjuez El

ITDA es un establecimiento autorizado inscrito con el nuacutemero EX 013-C en el

Registro Oficial de Establecimientos de criacutea suministradores y usuarios de

animales para la experimentacioacuten y otros fines cientiacuteficos de la Comunidad de

Madrid seguacuten la Orden de 4 de agosto de 1989 (BOCM de 24 de agosto) En

este centro los cerdos se encuentran en instalaciones construidas

especiacuteficamente para ganado porcino similares a las de una granja

convencional que garantizan su bienestar El traslado del cerdo desde la

granja hasta las instalaciones de la Unidad de Medicina y Cirugiacutea Experimental

del Hospital General Universitario Gregorio Marantildeoacuten se realiza 24 horas antes

del procedimiento quiruacutergico en una jaula individualizada en la que permanece

hasta el momento de la intervencioacuten El animalario dispone de un ambiente

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

79

controlado con temperatura de 20-22degC y humedad relativa del 55

Toda manipulacioacuten de los animales se llevoacute a cabo seguacuten las normas

recogidas en la Directiva 201063UE y RD 532013 sobre proteccioacuten de los

animales utilizados para experimentacioacuten y otros fines cientiacuteficos Fue

concedida la aprobacioacuten del Comiteacute de Eacutetica de Experimentacioacuten animal y del

Comiteacute de Investigacioacuten del Hospital General Universitario Gregorio Marantildeoacuten

312- Quiroacutefano e instalaciones

El estudio se realizoacute en la Unidad de Medicina y Cirugiacutea Experimental

del Hospital General Universitario Gregorio Marantildeoacuten de Madrid con nuacutemero de

registro ES280790000087

Las experiencias fueron realizadas en el quiroacutefano (fig 6) Eacuteste incluye

dos mesas quiruacutergicas que permiten buena movilidad en todos los planos del

espacio cuatro laacutemparas quiruacutergicas de alta intensidad y equipo de

instrumental quiruacutergico estaacutendar asiacute como material de microcirugiacutea material

especiacutefico de cirugiacutea cardiaca y material anesteacutesico

El procesamiento de las muestras se realizoacute en el laboratorio de biologiacutea

molecular de la Unidad de Medicina y Cirugiacutea Experimental

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

80

Figura 6 Vista panoraacutemica del quiroacutefano de la Unidad de Cirugiacutea Experimental

del Hospital General Universitario Gregorio Marantildeoacuten (HGUGM)

313- Material anesteacutesico

3131- Faacutermacos anesteacutesicos

Los faacutermacos anesteacutesicos empleados en el estudio fueron

- Ketamina (Ketolarreg 50mgmL Parke-Davis Madrid Espantildea)

- Sulfato de Atropina (Atropinareg1mgmL Braun Medical Tarragona

Espantildea)

- Propofol (Diprivanreg 1 Astra Zeneca Madrid Espantildea)

- Sevoflurano (Sevoranereg Abbot Laboratories SA Espantildea)

- Fentanilo (Fentanestreg015 mg3 mL Kern Pharma Barcelona Espantildea)

- Besilato de atracurio (Tracriumreg25 mg25 mL GlaxoSmithKline Espantildea)

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

81

3132- Material fungible

- Abbocath nordm20G para canalizacioacuten de vena perifeacuterica en oreja izquierda

- Tubo endotraqueal Para la intubacioacuten orotraqueal se utilizoacute un tubo

estaacutendar del nordm 55 o del 6 dependiendo del peso del espeacutecimen

modelo Murphy con baloacuten

- Cateacuteteres vasculares colocados mediante la teacutecnica de Seldinger para

canalizar la arteria y vena femorales (9 y 75 F respectivamente)

- Cateacuteter de Swan-Ganz (S-G) o cateacuteter de arteria pulmonar (75 F Swan-

Ganz CCOmbo catheter Edwards Lifesciences Irvine California

Estados Unidos)

3133- Sistemas de monitorizacioacuten hemodinaacutemica y ventilatoria

Monitorizacioacuten Hemodinaacutemica

- Monitor con electrocardiograma continuo y presioacuten arterial invasiva

(Siemens SC 9000 Siemens Medical Systems MA Estados Unidos)

- Monitor de gasto cardiaco continuo y oximetriacutea (Vigilance Edwards Critical-

Care Division Irvine California Estados Unidos)

- Desfibrilador con palas externas e internas (HVE Miami Estados Unidos)

Monitorizacioacuten Ventilatoria

- Respirador Draumlger SA 1 (Draumlger Medical AG Luumlbeck Alemania) (fig 7)

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

82

- Capnoacutegrafo Ohmeda 5250 RGM con pulsioximetriacutea (General Electric

Health Care Estados Unidos) (fig 8)

- Analizador de gases en sangre (GEMregPremiere 3000 Virginia Estados

Unidos) (fig 9)

Figura 7 Respirador

Draumlger SA 1

Figura 8Capnoacutegrafo

Ohmeda

Figura 9Analizador de

gases en sangre

GEMregPremiere

314- Dispositivo de asistencia mecaacutenica circulatoria

El dispositivo de asistencia mecaacutenica circulatoria empleado en el estudio

fue la bomba Biomeacutedicus 540 (Medtronicreg Minneapolis Estados Unidos)

La bomba Biomeacutedicus es un dispositivo de flujo continuo de localizacioacuten

extracorpoacuterea siendo posible la asistencia univentricular o biventricular La

bomba Biomeacutedicus estaacute compuesta de una estructura acriacutelica riacutegida no moacutevil

con una entrada y salida dispuestas entre ellas en aacutengulo recto El mecanismo

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

83

moacutevil o impulsor estaacute compuesto de varios conos paralelos que son impulsados

magneacuteticamente mediante un motor externo dispuesto en la consola de control

Dicho motor impulsa el disco metaacutelico localizado en la base del dispositivo

mediante fuerzas magneacuteticas por lo que no existe una continuidad entre el

motor y el disco metaacutelico de la bomba (fig 10)

Figura 10Fotografiacutea y esquema de la bomba Biomeacutedicus Entrada del flujo (A)

Salida del flujo (B) Conos (rotor) (C) Disco metaacutelico impulsor (D)

Tras el purgado de la bomba y la conexioacuten con las caacutenulas de entrada y

salida eacutesta es acoplada al motor de la consola (fig 11)

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

84

(A) (B)

Figura 11 Motor de la consola una vez implantada la bomba Biomeacutedicus

Caacutenula entrada del flujo sanguiacuteneo desde el ventriacuteculo (izquierda) (A) Caacutenula

de salida del flujo sanguiacuteneo hacia la aorta (derecha) (B)

Consola de control

La consola empleada en el estudio fue la Consola Biomeacutedicus

(Medtronic Biomedicusreg Inc Eden Prairie Minn) de la bomba centrifuga

Biomeacutedicus (fig 12) Esta consola incluye el motor donde se adapta la bomba

centrifuga en su parte frontal El panel de mandos presenta una gran

simplicidad ya que este tipo de bomba modifica el flujo dependiendo de las

revoluciones del motor Tambieacuten dispone de un sistema de alarmas para evitar

una elevada presioacuten negativa en el circuito asiacute como un sistema de parada si

se detecta aire en interior del circuito lo cual conllevariacutea un elevado riesgo de

embolismos aeacutereos

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

85

Figura 12 Consola Biomeacutedicus dos consolas independientes entre siacute

controlan los flujos y las revoluciones por minuto de la bomba

Caacutenulas

La caacutenula arterial empleada en el estudio fabricada por nuestro grupo

de investigacioacuten estaacute compuesta por una proacutetesis de PTFE (Goretexreg) de 10

mm de diaacutemetro unida a un conector de policarbonato Jostra 38-12 (MAQUET

GmbH ampCo KG) Para el drenaje del ventriacuteculo izquierdo se utilizoacute una caacutenula

Medtronic ultraflex de 23 F (Medtronic Inc Minneapolis Estados Unidos) Esta

caacutenula estaacute disentildeada originalmente para el drenaje venoso de la auriacutecula

derecha durante la circulacioacuten extracorpoacuterea Estaacute perforada en una sola etapa

con pared fina anillada resistente al acodamiento La punta es multiperforada

y ofrece un buen perfil de succioacuten si se posiciona adecuadamente (para ello se

realizoacute una marca para calcular la profundidad de colocacioacuten de la misma)

Para su conexioacuten a la asistencia se utilizoacute un conector de policarbonato Jostra

38-12 (Maquet GmbH amp Co KG)

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

86

Sistema de registro

- Transductores de presioacuten (Edwards Lifesciences Irving California

Estados Unidos) para monitorizar la presioacuten en la caacutenula de entrada y en

la de salida del dispositivo

- Medidores ultrasoacutenicos del flujo sanguiacuteneo desarrollados en el

Laboratorio de Circulacioacuten Artificial de la Unidad de Cirugiacutea Experimental

del Hospital General universitario Gregorio Marantildeoacuten Basados en placas

electroacutenicas DIGIFLOW EXT1 (EMTECreg Alemania) que se montan en

soportes metaacutelicos y se les antildeaden interfases con la electroacutenica

apropiada para visualizar la medida de flujo Las placas estaacuten provistas

de una salida analoacutegica que es la que utiliza el sistema de registro para

monitorizar el flujo instantaacuteneo Colocamos un sensor de flujo en la

caacutenula de salida del dispositivo de modo que pudimos monitorizar y

registrar de forma continua el flujo de la AMC

- Ordenador portaacutetil convencional (Para el control del dispositivo de

asistencia) conectado a un registrador que integra las sentildeales de

entrada y las incorpora al software (presiones flujos) El software de

registro y control de la asistencia fue disentildeado en el Laboratorio de

Circulacioacuten Artificial de la Unidad de Cirugiacutea Experimental del HGUGM

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

87

315- Marcadores del flujo de los oacuterganos

En nuestro estudio se utilizaron microesferas coloreadas para determinar

la distribucioacuten del flujo de los oacuterganos (Dye-Trak Triton Technology Inc San

Diego California Estados Unidos) Las microesferas tienen un diaacutemetro de 12

micras inyectaacutendose 15 millones de microesferas en cada momento del

estudio

3151-REACTIVOS

- Alcohol Etiacutelico (ETOH) (Sigma-Aldrich 27074-1)

- Tween 80 (Sigma-Aldrich 27436-4)

- Triton X-100 (Sigma-Aldrich 27074-1)

- Hidroacutexido Potaacutesico pellets (FW 5611) (Sigma-Aldrich 22147-3)

- Aacutecido Clorhiacutedrico 37 (Sigma-Aldrich 25814-8)

- Azida soacutedica (FW 6501) (Sigma-Aldrich 19993-1)

- Dimetil Formamida (DMF) (Sigma-Aldrich 15481-4)

- Etanol Acidificado (1l Etanol + 2 ml Aacutecido Clorhiacutedrico)

3152- SOLUCIONES

1 Solucioacuten para la digestioacuten alcalina (1M SDA)

1- Poner 2000 ml de agua destilada en un vaso de precipitado de 2 L

2- Colocarlo sobre un agitador magneacutetico con calefactor (a unos 50ordmC)

3- Poner en el vaso un imaacuten de agitacioacuten y comenzar a agitar a alta

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

88

velocidad

4- Antildeadir 11222 gramos de pellets de hidroacutexido potaacutesico al agua y agitar

hasta que la solucioacuten esteacute clara

5- Desconectar el calefactor y continuar agitando hasta que se alcance

la temperatura ambiente

6- Guardar la solucioacuten en botellas de plaacutestico

2 Solucioacuten acidificada de etanol

1- En un vaso de precipitado poner 1 litro de Etanol

2- Antildeadir 2 mL de Aacutecido Clorhiacutedrico (HCL al 37) y agitar

3- Guardar en botella de plaacutestico

4- Solucioacuten de HCL al 37 en Etanol al 02 volumenvolumen

3 Solucioacuten Tritonreg X-100 al 10

1- Poner 1800 mL de agua destilada en un vaso de precipitado de 2 L

2- Colocarlo en un agitador magneacutetico con calefactor ajustado a unos

50ordmC

3- Colocar un imaacuten agitador y agitar a alta velocidad

4- Antildeadir 020 gramos de Azida Soacutedica al agua destilada

5- Antildeadir 200 mL de Tritonreg X-100 y agitar hasta que la solucioacuten esteacute

clara

6- Desconectar el calefactor y dejar enfriar agitando hasta que la

solucioacuten alcance la temperatura ambiente

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

89

7- Guardar en botella de plaacutestico

4 Solucioacuten Tweenreg 80 al 10

En un tubo de polipropileno de 15 ml antildeadir 45 ml de agua destilada y

05 ml de Tweenreg 80 Poner en un agitador rotatorio durante 15 minutos

5 Solucioacuten Tweenreg 80 al 005 Solucioacuten Salina (solucioacuten transportadora de

microesferas STM)

Mezcla de 995 mL de suero salino con 05 mL de la Solucioacuten Tweenreg

80 al 10 Esta solucioacuten se utiliza para disolver las microesferas antes de

inyectarlas

3153- MATERIAL

- 50 mL de STM

- 4 tubos de polipropileno de 15 mL

- Jeringas de 2 5 y 10 mL (BD Plastipakreg Becton Dickinson SA

Madrid Espantildea)

- Agujas intravenosas 21 G de 082 mm x 254 mm (Monojet Magellanreg

Tyco Healthcare Group LP Estados Unidos)

- Espectrofotoacutemetro (Jenwayreg 6305 Reino Unido)

- Centriacutefuga refrigerada (Heraeusreg Espantildea)

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

90

3154- PREPARACIOacuteN DE LOS TUBOS DE MICROESFERAS (ME)

1 Marcar los tubos con los colores de las ME que van a llevar

2 Antildeadir a cada tubo 5 mL de STM

3 Antildeadir 15 mL de microesferas amarillas al tubo de amarillas

4 Antildeadir 15 mL de microesferas naranjas al tubo de naranjas

5 Antildeadir 15 mL de microesferas violetas al tubo de violetas

6 Enrasar todos los tubos a 10 mL con STM

7 Tapar los tubos y agitar

8 Dejar en nevera hasta su utilizacioacuten

316- Marcadores de respuesta inflamatoria

1 Cuantificacioacuten de HSPA1A (Hsp72Hsp70) 180

- Kit de ELISA EKS-715 (Assay-Designs-Stressgen Ann Arbor Michigan

USA)

2 Factor Necrosis Tumoral-alfa (TNF-α)

- Teacutecnica de ELISA comercial final (Quantikinereg Porcine TNF-α RampD

Systems Abingdon UK)

3 Complemento 3 (C3)

- Teacutecnica de ELISA saacutendwich comercial utilizando el Porcine Complement

3 (C3) ELISA Kit (Cat Nordm CSB-E06920p Cusabio Wuhan Hubei

Province 430223 PR China)

317- Marcador de estreacutes oxidativo Oxido Niacutetrico (NO)

- Kit Nitric Oxide ColorimetriC Assay Kit (Oxford Biomedical Research

Oxford MI 48371 USA)

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

91

32 Meacutetodo

321- Tipo de estudio

Estudio experimental comparativo randomizado (Microsoft Excel 2003)

de dos grupos seguacuten el hipnoacutetico utilizado en el mantenimiento anesteacutesico de la

experiencia

- PROPOFOL (Grupo PROP n=5)

- SEVOFLURANO (Grupo SEVO n=5)

322- Meacutetodo anesteacutesico

Inicialmente se premedicoacute al animal con ketamina (20 mgKg)

intramuscular (im) y atropina (004 mgKg) im Posteriormente se procedioacute a la

realizacioacuten de la anestesia general aplicando el siguiente protocolo

1- Monitorizacioacuten electrocardiograacutefica continua para la obtencioacuten de la

variable - FC frecuencia cardiaca

2- Colocacioacuten del pulsioxiacutemetro en la oreja del animal para la obtencioacuten

de la saturacioacuten arterial de oxiacutegeno

3- Canalizacioacuten de la vena marginal de la oreja

4- Induccioacuten anesteacutesica con propofol 4mgKg intravenoso (iv) y fentanilo

25 microgKg iv

5- Intubacioacuten orotraqueal y conexioacuten al respirador en modo ventilacioacuten

mecaacutenica controlada por volumen con fraccioacuten inspirada de oxiacutegeno

de 1 y volumen corriente de 6-12 mLKg para mantener normocapnia

6- Mantenimiento anesteacutesico con propofol 11-12 mgkgh (grupo

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

92

PROPOFOL) o con sevoflurano entorno 1 CAM (2) (grupo

SEVOFLURANO) junto con fentanilo 25 microgKg30 min y besilato de

atracurio 03 mgKg30 min

7- Canalizacioacuten de la arteria femoral derecha mediante teacutecnica de

Seldinger para el estudio de la variable

- PAm presioacuten arterial media sisteacutemica

8- Canalizacioacuten de la yugular interna derecha mediante teacutecnica de

Seldinger y colocacioacuten del cateacuteter de arteria pulmonar para la

obtencioacuten de las variables hemodinaacutemicas

- PAPm presioacuten arterial pulmonar media

- PVC presioacuten venosa central

- PCP presioacuten capilar pulmonar

- GC gasto cardiaco continuo

- Ic iacutendice cardiaco

- SvO2 saturacioacuten venosa mixta

- RVS resistencia vascular sisteacutemica

- IRVS iacutendice de resistencia vascular sisteacutemica

- RVP resistencia vascular pulmonar

- IRVP iacutendice de resistencia vascular pulmonar

- VS volumen sistoacutelico

- IVS iacutendice volumen sistoacutelico

- ITSVI iacutendice de trabajo del ventriacuteculo izquierdo

- ITSVD iacutendice de trabajo del ventriacuteculo derecho

- Ta temperatura

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

93

9Mediante gasometriacuteas arteriales hemos obtenido los paraacutemetros

- PaO2 presioacuten arterial de oxiacutegeno

- PaCO2 presioacuten arterial de dioacutexido de carbono

- HCO3- bicarbonato

- pH

10Hemograma para el estudio de los paraacutemetros hematoloacutegicos

- Hb hemoglobina

- Hcto hematocrito

- Plaquetas

- Hematiacutees

El estudio de las variables hemodinaacutemicas de gasometriacutea arterial y

hematoloacutegicas se realizaron en 3 momentos del estudio

- Antes del clampaje aoacutertico (Basal)

- Antes de iniciar la asistencia ventricular (AAs)

- Transcurridos 30 minutos de la asistencia parcial (AP 30rsquo)

323 Meacutetodo quiruacutergico

En todas las experiencias se aplicoacute el siguiente protocolo quiruacutergico

1 Realizacioacuten de esternotomiacutea media (con sierra portaacutetil Stryker) con

diseccioacuten por planos hasta el esternoacuten realizaacutendose hemostasia del muacutesculo y

del plano celular subcutaacuteneo con electrocauterio (Valleylab)

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

94

2 Una vez expuesto el mediastino anterior se colocoacute un separador (de

Finocchieto) y se realizoacute reseccioacuten del timo En este punto de la intervencioacuten

las dos venas mamarias internas se disecaron y ligaron para evitar

laceraciones accidentales y peacuterdida de sangre permitiendo una mayor

separacioacuten de las tablas esternales sin riesgo de lesioacuten de la vena innominada

Posteriormente se realizoacute la apertura del pericardio en T invertida colocando

puntos firmes de traccioacuten consiguiendo una adecuada exposicioacuten del corazoacuten

3 Colocacioacuten de un Abbocath 14G en la orejuela izquierda para

administrar la solucioacuten de las microesferas de colores viacutea idoacutenea para una

adecuada homogenizacioacuten y distribucioacuten posterior por los tejidos 202

4 Separacioacuten de la arteria pulmonar y aorta para realizar posteriormente

un clampaje lateral de la aorta (fig 13)

Figura 13 Separacioacuten aorta y arteria pulmonar

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

95

5 Administracioacuten de heparina soacutedica iv al animal (4 mgKg)

6 Cinco minutos despueacutes de la administracioacuten de la heparina se realizoacute

el clampaje lateral de la aorta toraacutecica ascendente (clampaje parcial clamp de

Derra) (fig 14A) Posteriormente se realizoacute una aortotomiacutea longitudinal de 15

cm y la anastomosis de la caacutenula eferente a la aorta (mediante sutura de

polipropileno de 50 Prolene) (fig 14B)

7 Tras completar la anastomosis se colocoacute un ldquoclamprdquo de tubos en la

caacutenula y se procedioacute al desclampaje lateral aoacutertico

8 Se implantoacute la caacutenula aferente o del aacutepex ventricular izquierdo Para

ello se realizaron dos suturas circulares o en ldquobolsa de tabacordquo en la punta del

ventriacuteculo izquierdo (usando una sutura de polipropileno de 30 Prolene) para

posteriormente pasar cada una por sendos torniquetes desechables Despueacutes

se realizoacute una incisioacuten en cruz en el centro de ambas bolsas (bisturiacute nordm 14) y se

dilatoacute con una pinza de Crile Finalmente se insertoacute la caacutenula aferente por este

orificio mediante movimientos rotacionales Se anudaron 2 ligaduras uniendo

los torniquetes y la caacutenula (fig 14C)

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

96

Figura 14 Clampaje lateral de la aorta toraacutecica ascendente (A) Exposicioacuten

aacutepex ventriacuteculo y colocacioacuten suturas circulares (B) Caacutenula de drenaje

ventriacuteculo izquierdo (aferente) y Caacutenula aoacutertica (eferente) (C)

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

97

324 Meacutetodo del estudio del flujo de los oacuterganos

En este estudio se utilizaron microesferas de colores para medir el flujo

sanguiacuteneo en los distintos tejidos meacutetodo ya descrito en la literatura 199 200 203 y

utilizado por nuestro grupo de investigacioacuten en estudios previos 198 El principio

baacutesico de las teacutecnicas de depoacutesito para la medida de flujos regionales consiste

en que el depoacutesito es proporcional al flujo (por unidad de volumen o masa de

tejido) es decir que la fraccioacuten de gasto cardiacuteaco que irriga una regioacuten en

particular estaacute definida por el depoacutesito fraccionado del marcador depositado en

dicha zona 200 La idea es que los marcadores depositados dan una medida por

unidad de volumen de tejido a nivel de los capilares En principio es mejor

medir el flujo por unidad de tejido extravascular puesto que la fraccioacuten de

sangre de un oacutergano no es la fraccioacuten metabolizante del oacutergano La medida

estaacutendar es ldquoflujo por gramo de tejido totalrdquo 200 Y es asiacute como el uso de

diferentes microesferas coloreadas en diferentes momentos nos permite

comparar el flujo en diferentes momentos analizando el nuacutemero de

microesferas coloreadas depositadas en cada oacutergano

VIacuteA DE ADMINISTRACIOacuteN

La inyeccioacuten de microesferas de colores se realizoacute a traveacutes de la

auriacutecula izquierda del animal

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

98

MOMENTOS ADMINISTRACIOacuteN MICROESFERAS

Las microesferas se administraron en 3 momentos del estudio

bull Antes del clampaje aoacutertico (Basal) microesferas BLANCAS

bull Momento Basal (una vez colocada la asistencia antes de su

puesta en marcha) (AAs) microesferas AMARILLAS

bull Asistencia Parcial (despueacutes de 30 minutos de asistencia parcial)

(AP 30) microesferas VIOLETAS

OacuteRGANO A ESTUDIAR

Se estudiaron los siguientes oacuterganos cerebro (loacutebulo frontal derecho e

izquierdo) corazoacuten (ventriacuteculos derecho e izquierdo) rintildeoacuten (polo inferior de

ambos rintildeones) pulmoacuten (loacutebulo medio del pulmoacuten derecho) hiacutegado (loacutebulo

izquierdo) e intestino delgado (iacuteleon terminal)

PROCESAMIENTO DE LAS MUESTRAS DE TEJIDO

Una vez obtenidas las muestras de los oacuterganos se aplicoacute el siguiente

protocolo

Obtencioacuten y almacenamiento

Obtener una muestra de tejido de unos 3 gramos (de cada oacutergano a

estudiar) y colocarla en un tubo de polipropileno de 15 mL Las muestras

pueden permanecer en nevera (0-40ordmC) durante 2-3 diacuteas o pueden permanecer

a temperatura ambiente durante cortos periodos de tiempo

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

99

Procedimiento de control

Antildeadir 10000 microesferas azules de control (100 microL) de una solucioacuten

control de microesferas azules agitadas constantemente a cada tubo

Protocolo Digestioacuten Alcalina

1 Se antildeaden 6 mL de SDA a los tubos de 15 mL Posteriormente se

colocan los tubos en una estufa a 50ordmC durante toda la noche Por la mantildeana

se abren los tubos para dejar escapar el gas acumulado y despueacutes se agitan

en voacutertice durante 15-30 segundos La mezcla de tejido deberaacute estar

completamente homogeneizada y los tubos se colocaraacuten de nuevo en la estufa

durante 1 hora maacutes

2 Despueacutes de la hora adicional repetir la agitacioacuten con voacutertice

Inspeccionar los tubos y si aparecen partiacuteculas de tejido sin digerir repetir el

procedimiento con la estufa a 60 ordmC hasta la digestioacuten total

3 Cuando haya finalizado el proceso de digestioacuten retirar los tubos de la

estufa y rellenarlos con agua destilada a 50 ordmC hasta la marca superior del

tubo Tapar los tubos y mezclarlos bien con agitacioacuten manual e inversioacuten

4 Centrifugar los tubos 15 minutos a 1500 g (2500 rpm) y aspirar el

sobrenadante verde-marroacuten de cada tubo sin aspirar el pellet

5 Resuspender el pellet con 10 Tritoacuten X-100 Usar 12 mL en los tubos

de 15 mL Los pasos siguientes requeriraacuten sonicacioacuten o agitacioacuten con voacutertice

para ayudar al proceso de digestioacuten Como se procesa cerebro se sustituye el

Tritoacuten al 10 por Tritoacuten al 15 y se repiten los pasos 5 y 6 dos veces

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

100

6 Centrifugar otra vez los tubos 5 minutos a 1500 g y aspirar el

sobrenadante de cada tubo sin aspirar el pellet

7 Resuspender el pellet con Etanol acidificado Usar 12 mL en los tubos

de 15 mL Mezclar con el voacutertice o el sonicador para deshacer el pellet Limpiar

el sonicador con alcohol despueacutes de cada utilizacioacuten

8 Centrifugar los tubos 5 minutos a 1500 g y aspirar el sobrenadante de

cada tubo sin aspirar el pellet

9 Resuspender el pellet con alcohol etiacutelico Usar 12 mL en los tubos de

15 mL Mezclar con el voacutertice o el sonicador para deshacer el pellet Limpiar el

sonicador con alcohol despueacutes de cada utilizacioacuten

10 Centrifugar otra vez los tubos 5 minutos a 1500 g y aspirar el

sobrenadante de cada tubo sin aspirar el pellet

Recuperacioacuten de las microesferas y anaacutelisis del colorante

Antes de realizar el anaacutelisis de los colorantes de microesferas se realizoacute

la calibracioacuten de la liacutenea base del espectrofotoacutemetro Esta calibracioacuten se realizoacute

con un ldquoscanrdquo con solo disolvente en la cubeta El ldquoscanrdquo se realizoacute sobre las

longitudes de onda de 350 a 700 nm

Protocolo de Recuperacioacuten de microesferas y colorante por evaporacioacuten

1 Dejar evaporar el pellet y la pequentildea cantidad de Alcohol Etiacutelico a

temperatura ambiente durante la noche La evaporacioacuten se puede acelerar con

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

101

una estufa a 50ordmC pero si se superan los 50ordmC el tubo de plaacutestico puede

absorber algo del colorante

2 Antildeadir 250 microL del disolvente (DMF) a las microesferas secas en cada

tubo y agitar con voacutertice

3 Dejar reposar los tubos durante 15 minutos como miacutenimo para permitir

que el disolvente extraiga el colorante de todas las microesferas Agitar los

tubos con voacutertice otra vez y centrifugarlos a 1500 g durante 5 minutos para

formar un pellet con las microesferas vaciacuteas y cualquier resto remanente

Aspirar el sobrenadante con una pipeta Pasteur cuidadosamente para no

aspirar nada del pellet del fondo

4 Colocar el sobrenadante en la cubeta del espectrofotoacutemetro para

medir la absorbancia

- Blanco 370 nm

- Amarillo 448 nm

- Violeta 594 nm

- Azul 670 nm

CAacuteLCULO DEL NUacuteMERO DE MICROESFERAS

El caacutelculo del nuacutemero de microesferas se basa en la absorbancia de una

solucioacuten control de 5000 microesferas (ME) para cada color utilizado

1- El nuacutemero absoluto de microesferas de una muestra se obtiene

dividiendo su absorbancia (Abs) por la absorbancia de 5000

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

102

microesferas del mismo color multiplicado por 5000

Nordm ME (muestra) = [Abs (muestra) Abs (5000 ME)] x 5000

2- Una vez calculado ese nuacutemero hay que corregirlo por el nuacutemero de

microesferas azules de control A cada tubo con la muestra de tejido se

le antildeaden 10000 microesferas azules de control para estimar las

microesferas que se pueden perder durante el procesado de las

muestras

Nordm ME (corregidas por azules) = [Nordm ME (muestra) Nordm ME (azules)] x 105

3- La siguiente correccioacuten la efectuamos por el nuacutemero de microesferas

que se inyectan al animal Se han inyectado 15 millones de

microesferas en cada inyeccioacuten

Nordm ME (por milloacuten) = Nordm ME (corregidas por azules)

millones de ME inyectadas

4- Por uacuteltimo debemos corregir el nuacutemero de microesferas por gramo

(g) de tejido analizado

Nordm ME (por milloacuten y g) = Nordm ME (por milloacuten) peso (g) de la muestra de tejido

Se obtiene al final el nuacutemero de microesferas por milloacuten y gramo de

tejido Para el estudio de los flujos tisulares se han calculado los porcentajes de

variacioacuten de las microesferas antes de asistencia respecto al momento basal

(antes de clampaje aoacutertico) y a los 30 minutos de asistencia parcial respecto al

momento antes de iniciar la asistencia 198

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

103

325- Meacutetodo del estudio de marcadores de dantildeo tisular

La muestra de sangre se obtiene de la arteria femoral derecha del

animal Esta es trasladada al laboratorio central del HGUGM donde se analizan

las siguientes determinaciones bioquiacutemicas

- ALT alanina aminotransferasa

- AST aspartato aminotransferasa

- GGT gamma-glutamil-transpeptidasa

- Bilirrubina

- FA fosfatasa alcalina

- LDH lactato deshidrogenasa

- Creatinina

- Urea

- Aacutecido Laacutectico

Las determinaciones bioquiacutemicas anteriormente descritas se realizaron

en 3 momentos del estudio

- Antes del clampaje aoacutertico (Basal)

- Antes de iniciar la asistencia ventricular (AAs)

- Transcurridos 30 minutos de la asistencia parcial (AP 30rsquo)

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

104

326- Meacutetodo del estudio de la respuesta inflamatoria

La sangre se obtiene de la arteria femoral derecha del animal en un

volumen aproximado de 10 mL por muestra que se recogen en dos tubos con

aacutecido etilendiaminotetraaceacutetico (EDTA) como anticoagulante

Se centrifugan a 3600 rpm durante 15 min a 4ordmC y el sobrenadante se

aliacutecuota en tubos eppendorf de 15 mL Se conservan a -80ordmC hasta su

procesamiento

1 Cuantificacioacuten de HSPA1A (Hsp72Hsp70)

Se cuantificoacute HSPA1A en muestras de plasma diluidas 15 mediante el

kit de ELISA EKS-715 siguiendo las instrucciones del fabricante El test EKS-

715 reconoce la HSPA1A recombinante y la forma nativa en plasma y suero y

no tiene reactividad cruzada con HSPA8 (Hsp70 constitutiva)

Se prepara una curva de calibracioacuten con 6 puntos partiendo de un

estaacutendar de [Hsp70] = 10 microgmL obteniendo un intervalo de 125 -020 ngmL

asiacute como un blanco de reaccioacuten Se pipetean por duplicado 100 microl de los

estaacutendares y las muestras de plasma (diluidas 15) La Hsp70 circulante se une

al anticuerpo monoclonal formando un complejo que queda fijado a la

microplaca La adicioacuten de anticuerpos policlonales de conejo especiacuteficos contra

estas proteiacutenas y un sustrato de tetrametilbenzidina genera un color azul de

intensidad proporcional a la cantidad de Hsp70 de cada muestra La reaccioacuten

se para antildeadiendo 2HSO4 2N La intensidad de color producido se lee a una

longitud de onda de 450 nm (referencia 540-570 nm) La concentracioacuten de

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

105

Hsp70 de las muestras expresada en ngmL se obtiene por interpolacioacuten en la

curva estaacutendar bilogariacutetmica de las absorbancias obtenidas en las muestras

desconocidas Los coeficientes de variacioacuten intra- e inter-ensayos fueron

lt10 La linealidad fue de 034-625 ngmL y la sensibilidad de 030 ngmL

2 Factor de Necrosis Tumoral alfa

EL TNF-α se cuantifica por duplicado en muestras de plasma no diluidas

mediante teacutecnica de ELISA comercial final de acuerdo con las instrucciones

del fabricante La concentracioacuten de TNFα se obtiene por interpolacioacuten sobre

curva patroacuten de regresioacuten lineal y rango de 375 pgmL-117 pgmL

La miacutenima dosis detectable de TNF-α porcino es de 28-50 pgmL con

una sensibilidad media de 37 pgmL No se ha detectado reactividad cruzada o

interferencias con otras interleuquinas porcinas

3 Complemento 3

El C3 se cuantifica en muestras de plasma porcino sin diluir mediante

teacutecnica de ELISA saacutendwich comercial utilizando el Porcine Complement 3 (C3)

ELISA Kit Para aumentar la sensibilidad del kit las muestras se incubaron en

la placa durante 20h a 4ordmC y posteriormente se siguieron las instrucciones del

fabricante La curva patroacuten se elaboroacute a partir de estaacutendares de 300 pgmL-94

pgmL

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

106

Las determinaciones de los biomarcadores de respuesta inflamatoria

anteriormente descritos se realizaron en 3 momentos del estudio

- Antes del clampaje aoacutertico (Basal)

- Antes de iniciar la asistencia ventricular (AAs)

- Transcurridos 30 minutos de la asistencia parcial (AP 30rsquo)

327- Meacutetodo del estudio del estreacutes oxidativo medicioacuten del NO

El plasma de los cerdos se diluyoacute 125 tras optimizar el desarrollo del kit

con el que se cuantificoacute Nitric Oxide ColorimetriC Assay Kit

A partir de una solucioacuten stock de 500 microM de NO y por diluciones seriadas

se elabora una curva patroacuten de entre 50 y 05 microM

El kit permite cuantificar con exactitud hasta 1pmolmicroL asymp1 microM de NO

La absorbancia final de las muestras se lee en un espectrofotoacutemetro

dotado con un filtro para una λ= 540 nm

La determinacioacuten de oacutexido niacutetrico se realizoacute en 3 momentos del estudio

- Antes del clampaje aoacutertico (Basal)

- Antes de iniciar la asistencia ventricular (AAs)

- Transcurridos 30 minutos de la asistencia parcial (AP 30rsquo)

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

107

328- Desarrollo de las experiencias

Los animales fueron asignados a uno de los 2 grupos de estudio (grupo

PROP y grupo SEVO) Una vez anestesiado el animal y colocado el dispositivo

de AMC se comenzoacute la experiencia propiamente dicha

El cateacuteter de arteria pulmonar nos permitioacute medir el gasto cardiaco

(previo al funcionamiento de la AMC) valor que nos sirvioacute como referencia del

gasto cardiaco basal que utilizamos para estimar el flujo en asistencia parcial

Para entrar en asistencia parcial ajustamos el flujo de la asistencia para

conseguir el 50 del gasto cardiaco basal El dispositivo de AMC permanecioacute

en fase de asistencia parcial durante 30 minutos Estos ajustes fueron

controlados principalmente por el sensor de flujo colocado en la caacutenula eferente

del dispositivo de AMC

Mediciones

Para estudiar el flujo de los oacuterganos se administraron microesferas de

colores en 3 momentos de la experiencia

- Antes del clampaje aoacutertico (Basal)

- Antes de iniciar la asistencia ventricular (AAs)

- Transcurridos 30 minutos de la asistencia parcial (AP 30rsquo)

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

108

Se realizaron en los 3 momentos del estudio anteriormente descritos

1 Estudios hemodinaacutemicos

2 Gasometriacuteas arteriales

3 Determinaciones hematoloacutegicas

4 Determinaciones de marcadores de dantildeo tisular

5 Determinaciones de biomarcadores de respuesta inflamatoria

6 Determinaciones de oacutexido niacutetrico

Finalizado el estudio el animal fue sacrificado con cloruro potaacutesico y se

obtuvieron biopsias del cerebro (loacutebulo frontal derecho e izquierdo) ventriacuteculo

izquierdo (endocardio y epicardio) ventriacuteculo derecho hiacutegado (loacutebulo

izquierdo) pulmoacuten (loacutebulo medio del pulmoacuten derecho) rintildeoacuten (polo inferior de

ambos rintildeones) e intestino delgado (iacuteleon terminal) para la realizacioacuten del

estudio del flujo sanguiacuteneo tisular

329- Meacutetodo estadiacutestico

Como se ha indicado en apartados anteriores la hipoacutetesis del estudio se

centra en la demostracioacuten objetiva de la superioridad de un protocolo

anesteacutesico (sevoflurano) en el flujo de los oacuterganos en los dispositivos de AMC

Por lo tanto el objetivo principal del estudio desde un punto de vista numeacuterico

se centra en la demostracioacuten de un aumento significativo en el valor medio de

los paraacutemetros que nos informan sobre la existencia de dicha superioridad

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

109

(medicioacuten del flujo de los oacuterganos mediante la teacutecnica de microesferas de

colores)

Tamantildeo muestral

Teniendo en cuenta la variable principal de estudio flujo de los oacuterganos

hemos calculado el tamantildeo muestral con el programa GRANMO

El tamantildeo muestral se ha prefijado en funcioacuten de otros estudios similares

59 Con 5 cerdos en cada grupo se obtiene una potencia del 90 para detectar

diferencias entre las medias de PROPOFOL y SEVOFLURANO de 50 o

maacutes Se asume un riesgo alfa del 5 y una desviacioacuten tiacutepica de 25

Este tamantildeo muestral ha permitido detectar como estadiacutesticamente

significativas la mayoriacutea de las comparaciones realizadas entre los 2 grupos en

el flujo de los diferentes oacuterganos

Estadiacutestica descriptiva

Para las variables cuantitativas continuas se calculoacute la media como

medida de tendencia central y el error estaacutendar de la media (SEM) como

medida de dispersioacuten

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

110

Estadiacutestica Inferencial

En el caso de las variables continuas en primer lugar se analizoacute si la

variable seguiacutea una distribucioacuten normal (Kolmogorov-Smirnov) En caso de

asumir normalidad se aplicoacute la t de Student para muestras independientes

Significacioacuten estadiacutestica P lt 005

Todos los datos obtenidos fueron introducidos y analizados con el

paquete estadiacutestico SPSS 200 para Windows (IBM Corp Armonk New York

USA) y S-PLUS 61

111

4- RESULTADOS

Resultados 13 13

112

Distribucioacuten de la edad peso y talla en los dos grupos experimentales

Los dos grupos de estudio el grupo sevoflurano y el grupo propofol no

mostraron diferencias significativas en la edad peso y talla de los animales

(Tabla 1)

Tabla 1 Distribucioacuten de la edad peso y talla en los dos grupos

experimentales grupo Propofol y grupo Sevoflurano

PROPOFOL (n = 5)

SEVOFLURANO (n = 5)

p

Edad (diacuteas) 126 plusmn 10 143 plusmn 7

028

Peso (Kg) 25 plusmn 3 34 plusmn 1

0052

Talla (cm) 87 plusmn 1 97 plusmn 2

007

Los valores se expresan en media plusmn SEM (error estaacutendar de la media) n = nuacutemero de cerdos

Resultados 13 13

113

41 Efecto de los anesteacutesicos sobre las variables hemodinaacutemicas

Para estudiar el comportamiento hemodinaacutemico en los dos grupos

propofol y sevoflurano se han obtenido las mediciones realizadas con el

electrocardiograma el cateacuteter de presioacuten arterial invasiva (insertado en la

arteria femoral) y el cateacuteter de arteria pulmonar (cateacuteter de Swan-Ganz)

Se han comparado las mediciones realizadas en los dos grupos en los 3

tiempos estudiados antes de realizar el clampaje (Basal) antes de iniciar la

asistencia (AAs) y tras 30 minutos de asistencia parcial (AP 30acute)

No se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas entre

los dos grupos en ninguno de los 3 tiempos estudiados en la frecuencia

cardiaca en la presioacuten arterial sisteacutemica (sistoacutelica diastoacutelica y media) en la

presioacuten de la arteria pulmonar (sistoacutelica diastoacutelica y media) en la presioacuten

venosa central ni en la presioacuten capilar pulmonar (tabla 2)

Resultados 13 13

114

Tabla 2 Variables Hemodinaacutemicas I mediciones antes del clampaje

(Basal) antes de la asistencia (AAs) y tras 30 minutos de asistencia

parcial (AP 30acute) en el grupo Propofol y en el grupo Sevoflurano

PROPOFOL (n = 5)

SEVOFLURANO (n = 5)

p

FC (latidosmin) Basal AAs AP 30ʹprime

107 plusmn 4 95 plusmn 4 101 plusmn 6

96 plusmn 9 89 plusmn 9 101 plusmn 6

0289 0546 0964

PAS (mmHg) Basal AAs AP 30ʹprime

109 plusmn 5 100 plusmn 3 85 plusmn 11

97 plusmn 6 105 plusmn 6 103 plusmn 8

0203 0632 0227

PAD (mmHg) Basal AAs AP 30ʹprime

63 plusmn 4 52 plusmn 3 53 plusmn 6

56 plusmn 7 50 plusmn 4 59 plusmn 6

0435 0677 0530

PAm (mmHg) Basal AAs AP 30ʹprime

80 plusmn 5 70 plusmn 3 65 plusmn 8

70 plusmn 7 65 plusmn 5 74 plusmn 7

0260 0384 0404

PAPS (mmHg) Basal AAs AP 30ʹprime

24 plusmn 2

29 plusmn 3 34 plusmn 2

30 plusmn 2

31 plusmn 2 40 plusmn 3

0066

0632 0081

PAPD (mmHg) Basal AAs AP 30ʹprime

17 plusmn 2 18 plusmn 1 20 plusmn 2

20 plusmn 1 18 plusmn 1 26 plusmn 3

0105 0543 0145

PAPm (mmHg) Basal AAs AP 30ʹprime

19 plusmn 2 23 plusmn 2 27 plusmn 1

24 plusmn 1 25 plusmn 2 33 plusmn 3

0064 0506 0083

PVC (mmHg) Basal AAs AP 30ʹprime

13 plusmn 2 15 plusmn 1 14 plusmn 3

17 plusmn 1 15 plusmn 1 16 plusmn 2

0189 0856 0584

PCP (mmHg) Basal AAs AP 30ʹprime

16 plusmn 1 18 plusmn 1

15 plusmn 05

20 plusmn 1 18 plusmn 1 19 plusmn 1

0056 0471 0052

FC frecuencia cardiaca PAS presioacuten arterial sistoacutelica PAD presioacuten arterial diastoacutelica PAm presioacuten arterial media PAPS presioacuten arterial pulmonar sistoacutelica PAPD presioacuten arterial pulmonar diastoacutelica PAPm presioacuten arterial pulmonar media PVC presioacuten venosa central PCP presioacuten capilar pulmonar Los valores se expresan como media plusmn SEM n = nuacutemero de cerdos

Resultados 13 13

115

La saturacioacuten venosa mixta el gasto cardiaco el iacutendice cardiaco el

volumen sistoacutelico y el iacutendice de volumen sistoacutelico fueron similares en ambos

grupos (propofol y sevoflurano) en los 3 momentos de estudio (Tabla 3)

Tampoco se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas en el

flujo administrado por la asistencia (propofol vs sevoflurano 095plusmn009 vs

1plusmn009 p=0639)

Tabla 3 Variables Hemodinaacutemicas II mediciones antes del clampaje

(Basal) antes de la asistencia (AAs) y tras 30 minutos de asistencia

parcial (AP 30acute) en el grupo Propofol y en el grupo Sevoflurano

PROPOFOL (n = 5)

SEVOFLURANO (n = 5)

p

SvO2 () Basal AAs AP 30ʹprime

82 plusmn 4 77 plusmn 4

82 plusmn 1

81 plusmn 3 82 plusmn 3 89 plusmn 3

0837 0429 0150

GC (lmin) Basal AAs AP 30ʹprime

26 plusmn 03 24 plusmn 03 25 plusmn 04

31 plusmn 05 3 plusmn 03

31 plusmn 04

0373 0185 0347

Ic(lminm2) Basal AAs AP 30ʹprime

36 plusmn 04 33 plusmn 05 36 plusmn 07

34 plusmn 05 34 plusmn 03 35 plusmn 04

0766 0921 0825

VS (ml) Basal AAs AP 30ʹprime

24 plusmn 2 25 plusmn 4 26 plusmn 5

34 plusmn 6 35 plusmn 6 31 plusmn 5

0133

0168 0469

IVS (mlm2) Basal AAs AP 30ʹprime

33 plusmn 3 35 plusmn 5 37 plusmn 8

37 plusmn 6 40 plusmn 6 36 plusmn 6

0537 0521 0878

SvO2saturacioacuten de oxiacutegeno venosa mixta GC gasto cardiaco IC iacutendice cardiaco VS volumen sistoacutelico IVS iacutendice de volumen sistoacutelico Los valores se expresan como media plusmn error tiacutepico de la media n = nuacutemero de cerdos

Resultados 13 13

116

Las resistencias vasculares sisteacutemicas las resistencias vasculares

pulmonares y ambos iacutendices de resistencias vasculares sisteacutemicas y

pulmonares fueron similares en ambos grupos (propofol y sevoflurano) en los 3

momentos de estudio Tampoco se han encontrado diferencias

estadiacutesticamente significativas en la temperatura (tabla 4)

Tabla 4 Variables Hemodinaacutemicas III mediciones antes del clampaje

(Basal) antes de la asistencia (AAs) y tras 30 minutos de asistencia

parcial (AP 30acute) en el grupo Propofol y en el grupo Sevoflurano Se han

reflejado las mediciones de la temperatura en los diferentes tiempos en

los dos grupos

PROPOFOL (n = 5)

SEVOFLURANO (n = 5)

p

RVS (dinsegcm5) Basal AAs AP 30ʹprime

2270 plusmn 299 2213 plusmn 379 1526 plusmn 195

1971 plusmn 991 1488 plusmn 162 1633 plusmn 308

0796 0183 0792

RVP (dinsegcm5) Basal AAs AP 30ʹprime

118 plusmn 16

246 plusmn 103 323 plusmn 56

139 plusmn 34 175 plusmn 31 376 plusmn 86

0921 0528 0637

IRVS (dinsegcm5m2) Basal AAs AP 30ʹprime

1641 plusmn 203 1583 plusmn 199 1128 plusmn 173

1701 plusmn 756 1368 plusmn 143 1433 plusmn 234

0945

0450 0351

IRVP (dinsegcm5m2) Basal AAs AP 30ʹprime

118 plusmn 16 171 plusmn 65 217 plusmn 37

139 plusmn 34 159 plusmn 32 339 plusmn 85

0587 0877 0269

Tordf (ordmC) Basal AAs AP 30ʹprime

363 plusmn 03 351 plusmn 02

339 plusmn 04

367 plusmn 02 359 plusmn 03

346 plusmn 04

0587

0080 0332

RVS resistencias vasculares sisteacutemicas RVP resistencias vasculares pulmonares IRVS iacutendice de resistencias vasculares sisteacutemicas IRVP iacutendice de resistencias vasculares pulmonares Tordf temperatura Los valores se expresan como media plusmn SEM n = nuacutemero de cerdos

Resultados 13 13

117

42 Efecto de los anesteacutesicos sobre las variables de la gasometriacutea arterial

y hematoloacutegicas

421 Variables de la gasometriacutea arterial

No se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas en la

oxigenacioacuten arterial los valores arteriales de pH bicarbonato y de PaCO2 entre

los dos grupos (propofol vs sevoflurano) en ninguno de los tres tiempos

estudiados (tabla 5)

Tabla 5 Variables de la gasometriacutea arterial mediciones antes del

clampaje (Basal) antes de la asistencia (AAs) y tras 30 minutos de

asistencia parcial (AP 30acute) en el grupo Propofol y en el grupo Sevoflurano

PROPOFOL (n = 5)

SEVOFLURANO (n = 5)

p

pH Basal AAs AP 30ʹprime

749 plusmn 003 740 plusmn 003 735 plusmn 003

749 plusmn 002 745 plusmn 002 737 plusmn 002

0957 0314 0583

PaO2 (mmHg) Basal AAs AP 30ʹprime

513 plusmn 27 503 plusmn 24 492 plusmn 43

407 plusmn 64 425 plusmn 42 483 plusmn 25

0182 0147 0867

PaCO2 (mmHg) Basal AAs AP 30ʹprime

34 plusmn 3 35 plusmn 2 38 plusmn 3

37 plusmn 3 38 plusmn 2 42 plusmn 3

0501 0428 0322

HCO3- (mEqL)

Basal AAs AP 30ʹprime

26 plusmn 1 22 plusmn 1 21 plusmn 1

28 plusmn 1 26 plusmn 1 24 plusmn 1

0195 0073 0052

PaO2 presioacuten arterial de oxiacutegeno PaCO2 presioacuten arterial de dioacutexido de carbono HCO3- bicarbonato Los valores se expresan como media plusmn SEM n = nuacutemero de cerdos

Resultados 13 13

118

422 Variables hematoloacutegicas

No se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas en la

glucemia en la hemoglobina en el hematocrito y en el recuento de hematiacutees y

plaquetas entre los dos grupos (propofol y sevoflurano) en ninguno de los tres

tiempos estudiados (tabla 6)

Tabla 6 Variables hematoloacutegicas mediciones antes del clampaje (Basal)

antes de la asistencia (AAs) y tras 30 minutos de asistencia parcial (AP

30acute) en el grupo Propofol y en el grupo Sevoflurano

PROPOFOL (n = 5)

SEVOFLURANO (n = 5)

p

Glucemia (mgdL) Basal AAs AP 30ʹprime

71 plusmn 5 67 plusmn 4

146 plusmn 71

68 plusmn 5 77 plusmn 12

71 plusmn 14

0635 0477

0377 Hb (gdL) Basal AAs AP 30ʹprime

74 plusmn 06 7 plusmn 01

8 plusmn 05

88 plusmn 05 74 plusmn 04

83 plusmn 07

0144 0337

0730 Hcto () Basal AAs AP 30ʹprime

207plusmn 18 197 plusmn 03 225 plusmn 14

257 plusmn 16 219 plusmn 12 245 plusmn 20

0079 0148 0452

Hematiacutees (10E6microLplusmn10E3) Basal AAs AP 30ʹprime

410 plusmn 322 367 plusmn 182

410 plusmn 468

495 plusmn 269 465 plusmn 389

525 plusmn 437

0079 0053

0110 Plaquetas (10E3microL) Basal AAs AP 30ʹprime

369 plusmn 49 331plusmn 50

447 plusmn 92

359 plusmn 67 340 plusmn 60

243 plusmn 42

0910 0911

0096 Hb hemoglobina Hcto hematocrito Los valores se expresan como media plusmn SEM n = nuacutemero de cerdos

Resultados 13 13

119

43 Efecto de los anesteacutesicos sobre las variables bioquiacutemicas

marcadores de dantildeo tisular

No se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas en los

marcadores de dantildeo tisular (AST ALT bilirrubina GGT FA LDH Creatinina y

aacutecido laacutectico) entre los dos grupos (propofol vs sevoflurano) en el momento

antes del clampaje aoacutertico (Basal) excepto en la urea basal en el grupo

sevoflurano que fue significativamente maacutes baja (tabla 7)

No se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas en los

marcadores de dantildeo tisular (AST ALT bilirrubina GGT FA LDH Creatinina

urea y aacutecido laacutectico) entre los dos grupos (propofol y sevoflurano) en el

momento antes de iniciar la asistencia (AAs) (tabla 7)

No se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas en los

marcadores de dantildeo tisular (AST GGT FA LDH creatinina urea y aacutecido

laacutectico) entre los dos grupos (propofol y sevoflurano) en el momento tras 30

minutos en asistencia parcial (AP 30acute) Sin embargo siacute se encontroacute una

disminucioacuten estadiacutesticamente significativa en los marcadores ALT y bilirrubina

en el grupo sevoflurano respecto al grupo propofol en el momento tras 30

minutos en asistencia parcial (AP 30acute) (tabla 7)

Resultados 13 13

120

Tabla 7 Variables bioquiacutemicas de marcadores de dantildeo tisular

mediciones antes del clampaje (Basal) antes de la asistencia (AAs) y tras

30 minutos de asistencia parcial (AP 30acute) en el grupo Propofol y en el

grupo Sevoflurano

PROPOFOL (n = 5)

SEVOFLURANO (n = 5)

p

ALT (UL) Basal AAs AP 30ʹprime

33 plusmn 2 29 plusmn 2 29 plusmn 2

26 plusmn 1 25 plusmn 2 23 plusmn 2

0054 0221 0048

AST (UL) Basal AAs AP 30ʹprime

35 plusmn 3

50 plusmn 10 94 plusmn 46

32 plusmn 5 35 plusmn 3 44 plusmn 3

0667 0116 0358

Bilirrubina (mg(dL) Basal AAs AP 30ʹprime

032 plusmn 010 025 plusmn 006 024 plusmn 002

018 plusmn 005 013 plusmn 002

012 plusmn 004

0273 0081 0028

GGT (UL) Basal AAs AP 30ʹprime

50 plusmn 6

63 plusmn 12 62 plusmn 22

43 plusmn 5 55 plusmn 8 47 plusmn 8

0398 0584 0496

FA (UL) Basal AAs AP 30ʹprime

95 plusmn 7 82 plusmn 8

89 plusmn 12

76 plusmn 6 72 plusmn 8 79 plusmn 7

0073 0428 0507

LDH (UL) Basal AAs AP 30ʹprime

395 plusmn 43 330 plusmn 19 374 plusmn 18

401 plusmn 41 331 plusmn 13 347 plusmn 27

0915 0943 0420

Creatinina (mgdL) Basal AAs AP 30ʹprime

051 plusmn 002 044 plusmn 003 045 plusmn 003

059 plusmn 003 057 plusmn 006 047 plusmn 003

0059 0085 0596

Urea (mgdL) Basal AAs AP 30ʹprime

282 plusmn 15 272 plusmn 22 282 plusmn 26

228 plusmn 11

222 plusmn 09 222 plusmn 12

0024 0059 0053

Aacutecido Laacutectico (mmolL) Basal AAs AP 30ʹprime

11 plusmn 01 15 plusmn 05 15 plusmn 03

1 plusmn 01 11 plusmn 02 12 plusmn 02

0550 0453 0434

ALT alanina aminotransferasa AST aspartato aminotransferasa GGT gamma-glutamil-transpeptidasa FA fosfatasa alcalina LDH lactato deshidrogenasa Los valores se expresan en media plusmn SEM ple005 vs sevoflurano (AP 30 min) n = nuacutemero de cerdos

Resultados 13 13

121

44 Efecto de los anesteacutesicos sobre la respuesta inflamatoria y estreacutes

oxidativo

No se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas en las

proteiacutenas de choque teacutermico (Hsp70) C3a TNFα y NO entre los dos grupos

(propofol y sevoflurano) en ninguno de los tres tiempos estudiados (tabla 8)

Tabla 8 Variables de la respuesta inflamatoria mediciones antes del

clampaje (Basal) antes de la asistencia (AAs) y tras 30 minutos de

asistencia parcial (AP 30acute) en el grupo Propofol y en el grupo Sevoflurano

PROPOFOL

(n = 5) SEVOFLURANO

(n = 5) p

Hsp70 (ngml) Basal AAs AP 30ʹprime

512 plusmn 111 568 plusmn 149 510 plusmn 087

408 plusmn 027 455 plusmn 048 398 plusmn 012

0386 0489 0268

C3a (ngml) Basal AAs AP 30ʹprime

2235 plusmn 475 1892 plusmn 329 1846 plusmn 312

1311 plusmn 410 1326 plusmn 377 141 plusmn 485

0191 0301 0479

TNFα (pgml) Basal AAs AP 30ʹprime

4270 plusmn 824 2916 plusmn 092

150345 plusmn 1512

3356 plusmn 1670 3468 plusmn 1068

147154 plusmn 3253

0615 0566 0372

ON (microM) Basal AAs AP 30ʹprime

61006 plusmn 3396 41812 plusmn 6644

28081 plusmn 12108

73261 plusmn 12993 69127 plusmn 1181 47865 plusmn 5020

0514 0143 0325

Hsp70 proteiacutena de choque teacutermico de 70000 daltons C3a complemento C3 activado TNF factor de necrosis tumoral ON oacutexido niacutetrico Los valores se expresan en media plusmn SEM (error estaacutendar de la media) n = nuacutemero de cerdos

Resultados 13 13

122

45 Efectos de los anesteacutesicos sobre las microesferas

No se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas en el

flujo sanguiacuteneo cerebral entre los dos grupos (propofol vs sevoflurano) antes

del inicio de la asistencia (tabla 9 fig 15)

Sin embargo siacute se ha encontrado un aumento del flujo sanguiacuteneo

cerebral estadiacutesticamente significativo tras 30 minutos de asistencia parcial en

ambos hemisferios cerebrales en el grupo sevoflurano respecto al grupo

propofol (tabla 9 fig15)

Tabla 9 Microesferas en ambos hemisferios cerebrales antes de la

asistencia (AAs) y tras 30 minutos de asistencia parcial (AP 30acute) en el

grupo Propofol y en el grupo Sevoflurano

PROPOFOL (n = 5)

SEVOFLURANO (n = 5)

p

LOacuteBULO FRONTAL DERECHO () AAs AP 30ʹprime

112 plusmn 7 91 plusmn 11

132 plusmn 10 171 plusmn 19

0152 0008

LOacuteBULO FRONTAL IZQUIERDO () AAs AP 30ʹprime

105 plusmn 5 95 plusmn 9

128 plusmn 10 176 plusmn 25

0109 0048

Los valores se expresan en media plusmn SEM ple005 vs sevoflurano (AP 30 min) ple001 vs sevoflurano (AP 30 min) n = nuacutemero de cerdos

Resultados 13 13

123

Figura 15 Flujo sanguiacuteneo cerebral en ambos loacutebulos frontales en los grupos

Sevoflurano (S) y Propofol (P) antes de asistencia (AAs) y a los 30 minutos de

la asistencia parcial (AP 30min) loacutebulo derecho (A) y loacutebulo izquierdo (B) Los

valores se expresan como media plusmn SEM ple005 vs sevoflurano (AP 30 min)

ple001 vs sevoflurano (AP 30acute)

Resultados 13 13

124

No se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas en el

flujo sanguiacuteneo en el ventriacuteculo derecho entre los dos grupos (propofol vs

sevoflurano) antes del inicio de la asistencia (tabla 10 fig 16A) Sin embargo

siacute se ha encontrado un aumento del flujo sanguiacuteneo estadiacutesticamente

significativo tras 30 minutos de asistencia parcial en el ventriacuteculo derecho (tabla

10 fig16A)

No se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas en el

flujo sanguiacuteneo en el pulmoacuten entre los dos grupos (propofol vs sevoflurano)

antes del inicio de la asistencia ni tras 30 minutos de asistencia parcial (tabla

10 fig 16B)

Tabla 10 Microesferas en el ventriacuteculo derecho y pulmoacuten antes de la

asistencia (AAs) y tras 30 minutos de asistencia parcial (AP 30acute) en el

grupo Propofol y en el grupo Sevoflurano

PROPOFOL (n = 5)

SEVOFLURANO (n = 5)

p

VENTRICULO DERECHO () AAs AP 30ʹprime

152 plusmn 25 53 plusmn 4

147 plusmn 12 123 plusmn 10

0849 lt0001

PULMOacuteN () AAs AP 30ʹprime

110 plusmn 9 76 plusmn 13

160 plusmn 43 138 plusmn 41

0319 0198

Los valores se expresan en media plusmn SEM ple0001 vs sevoflurano (AP 30 min) n = nuacutemero de cerdos

Resultados 13 13

125

Figura 16 Flujo sanguiacuteneo en el ventriacuteculo derecho (A) y en el pulmoacuten (B) en

los grupos Sevoflurano (S) y Propofol (P) antes de asistencia (AAs) y a los 30

minutos de la asistencia parcial (AP 30acute) Los valores se expresan como media

plusmn SEM ple0001 vs sevoflurano (AP 30acute)

Resultados 13 13

126

No se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas en el

flujo sanguiacuteneo en el ventriacuteculo izquierdo entre los dos grupos (propofol y

sevoflurano) antes del inicio de la asistencia (tabla 11 fig 17) Sin embargo siacute

se ha encontrado un aumento del flujo sanguiacuteneo en el ventriacuteculo izquierdo

estadiacutesticamente significativo tras 30 minutos de asistencia parcial en el grupo

sevoflurano respecto al grupo propofol epicardio (tabla 11 fig 17A) y

endocardio (tabla 11 fig17B)

Tabla 11 Microesferas en el ventriacuteculo izquierdo antes de la asistencia

(AAs) y tras 30 minutos de asistencia parcial (AP 30acute) en el grupo

Propofol y en el grupo Sevoflurano

PROPOFOL (n = 5)

SEVOFLURANO (n = 5)

p

EPICARDIO VI () AAs AP 30ʹprime

148 plusmn 19

50 plusmn 7

130 plusmn 6

123 plusmn 13

0432 0002

ENDOCARDIO VI () AAs AP 30ʹprime

133 plusmn 17 50 plusmn 5

144 plusmn 8

115 plusmn 11

0592 0001

VI ventriacuteculo izquierdo Los valores se expresan en media plusmn SEM ple001 vs sevoflurano (AP 30 min) ple0001 vs sevoflurano (AP 30 min) n = nuacutemero de cerdos

Resultados 13 13

127

Figura 17 Flujo sanguiacuteneo en el ventriacuteculo izquierdo en los grupos Sevoflurano

(S) y Propofol (P) antes de asistencia (AAs) y a los 30 minutos de la asistencia

parcial (AP 30acute) epicardio (A) y endocardio (B) Los valores se expresan como

media plusmn SEM ple001 vs sevoflurano (AP 30acute) ple0001 vs sevoflurano (AP

30acute)

Resultados 13 13

128

No se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas en el

flujo sanguiacuteneo en ambos rintildeones (tabla 12 fig 18) entre los dos grupos

(propofol y sevoflurano) antes del inicio de la asistencia Tampoco se han

encontrado diferencias significativas en el flujo en el rintildeoacuten tras 30 minutos de

asistencia parcial rintildeoacuten derecho (tabla 12 fig 18A) rintildeoacuten izquierdo (tabla 12

fig 18B)

Tabla 12 Microesferas en el rintildeoacuten antes de la asistencia (AAs) y tras 30

minutos de asistencia parcial (AP 30acute) en el grupo Propofol y en el grupo

Sevoflurano

PROPOFOL (n = 5)

SEVOFLURANO (n = 5)

p

RINtildeOacuteN IZQUIERDO () AAs AP 30ʹprime

114 plusmn 16 64 plusmn 12

114 plusmn 6 95 plusmn 7

0983 0067

RINtildeOacuteN DERECHO () AAs AP 30ʹprime

112 plusmn 14 67 plusmn 13

113 plusmn 4 94 plusmn 7

0960 0124

Los valores se expresan en media plusmn SEM n = nuacutemero de cerdos

Resultados 13 13

129

Figura 18 Flujo sanguiacuteneo en el rintildeoacuten en los grupos Sevoflurano (S) y Propofol

(P) antes de asistencia (AAs) y a los 30 minutos de la asistencia parcial (AP

30acute) rintildeoacuten derecho (A) y rintildeoacuten izquierdo (B) Los valores se expresan como

media plusmn SEM

Resultados 13 13

130

No se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas en el

flujo sanguiacuteneo en el hiacutegado entre los dos grupos (propofol vs sevoflurano)

antes del inicio de la asistencia (tabla 13 fig 19A) Sin embargo siacute se ha

encontrado un aumento del flujo sanguiacuteneo estadiacutesticamente significativo en el

grupo sevoflurano tras 30 minutos de asistencia parcial en el hiacutegado (tabla 13

fig 19A)

No se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas en el

flujo sanguiacuteneo en el intestino entre los dos grupos (propofol vs sevoflurano)

antes del inicio de la asistencia ni tras 30 minutos de asistencia parcial (tabla

13 fig 19B)

Tabla 13 Microesferas en el hiacutegado y en el intestino antes de la asistencia

(AAs) y tras 30 minutos de asistencia parcial (AP 30acute) en el grupo

Propofol y en el grupo Sevoflurano

PROPOFOL (n = 5)

SEVOFLURANO (n = 5)

p

HIacuteGADO () AAs AP 30ʹprime

107 plusmn 4

73 plusmn 4

117 plusmn 13

136 plusmn 15

0462 0004

INTESTINO () AAs AP 30ʹprime

99 plusmn 3 98 plusmn 7

129 plusmn 14 176 plusmn 43

0098 0121

Los valores se expresan en media plusmn SEM ple001 vs sevoflurano (AP 30 min) n = nuacutemero de cerdos

Resultados 13 13

131

Figura 19 Flujo sanguiacuteneo en el hiacutegado (A) y en el intestino (B) en los grupos

Sevoflurano (S) y Propofol (P) antes de asistencia (AAs) y a los 30 minutos de

la asistencia parcial (AP 30acute) Los valores se expresan como media plusmn SEM

ple001 vs sevoflurano (AP 30acute)

132

5- DISCUSIOacuteN

13 Discusioacuten13

13 13 13

133

El objetivo de este proyecto es estudiar el efecto del sevoflurano y

propofol en el flujo de los oacuterganos en un dispositivo de AMC de flujo continuo

en un modelo porcino

En un proyecto anterior realizado en nuestro laboratorio al estudiar el

flujo sanguiacuteneo cerebral en diferentes dispositivos de AMC observamos que el

dispositivo de AMC con caacutemara de complianza mostraba un aumento del flujo

cerebral con respecto al dispositivo centriacutefugo Biomeacutedicus y al dispositivo

pulsaacutetil Berlin Heart 198 Estos resultados muestran la importancia en la eleccioacuten

del dispositivo de AMC en lo referente al flujo sanguiacuteneo cerebral Sin embargo

auacuten no se ha estudiado en profundidad la importancia de la optimizacioacuten de los

faacutermacos anesteacutesicos (propofol y sevoflurano) en los dispositivos de AMC en

lo referente al flujo sanguiacuteneo de los oacuterganos En el proyecto que nos ocupa

hemos convertido este problema en el objeto de estudio y hemos empleado el

mismo modelo experimental en cerdos (portadores de un dispositivo centriacutefugo

Biomeacutedicus)

La prevalencia de la insuficiencia cardiacuteaca avanzada ha aumentado en

los uacuteltimos antildeos y los dispositivos de AMC son una opcioacuten en el tratamiento

del paciente con insuficiencia cardiacuteaca terminal 204 La anestesia y el manejo

perioperatorio de los pacientes portadores de AMC requiere una extensa

monitorizacioacuten un manejo anesteacutesico adecuado con faacutermacos apropiados y

los cuidados postoperatorios de expertos 205 206 debido a las complicaciones

asociadas al uso de estos dispositivos (fallo orgaacutenico insuficiencia ventricular

derecha disfuncioacuten neuroloacutegica y arritmias) 207 208

13 Discusioacuten13

13 13 13

134

El objetivo de la AMC es mantener una adecuada perfusioacuten de los

oacuterganos 209 cuando el corazoacuten nativo no es eficaz en pacientes con

insuficiencia cardiaca terminal o en espera de un trasplante cardiaco En este

trabajo hemos tratado de dilucidar la importancia de la optimizacioacuten de los

faacutermacos anesteacutesicos (propofol versus sevoflurano) en los dispositivos de

AMC y proponer el protocolo maacutes oacuteptimo en cuanto al flujo de los oacuterganos la

respuesta inflamatoria y el estreacutes oxidativo Consideramos necesario este

estudio ya que en la praacutectica cliacutenica habitual las cirugiacuteas en las que se lleva a

cabo el implante de los dispositivos de AMC el mantenimiento anesteacutesico se

realiza con estos faacutermacos (sevoflurano propofol) y posteriormente los

pacientes pueden permanecer sedados en las unidades de cuidados

especiales a la espera de un corazoacuten o a la espera de la recuperacioacuten del

ventriacuteculo nativo 205 210-214 Estos pacientes tambieacuten pueden permanecer

sedados y necesitar ventilacioacuten mecaacutenica controlada durante largos periodos

en las unidades de cuidados especiales debido a la alta incidencia de las

complicaciones asociadas a estos dispositivos (sangrado que requiere

reintervencioacuten quiruacutergica 31 taponamiento cardiaco 28 arritmias 30-60

infeccioacuten 42 fallo del ventriacuteculo derecho 108 insuficiencia respiratoria 20-

30 complicaciones neuroloacutegicas 2-40 insuficiencia renal 3-28 e

insuficiencia hepaacutetica 2-8) 211 215 No olvidemos que el incremento en la

colocacioacuten de los dispositivos de AMC observado en los uacuteltimos antildeos va unido

al aumento de las intervenciones quiruacutergicas no cardiacas en estos pacientes

Stehlik y cols 216 muestran en su estudio de 155 pacientes con AMC la

necesidad de cirugiacutea no cardiaca en 59 pacientes Brown y cols 217 de 142

pacientes 27 y Chestovich y cols 218 de 363 pacientes 64 fueron sometidos a

13 Discusioacuten13

13 13 13

135

procedimientos no cardiacos Estos datos muestran que tanto la anestesia

general como la sedacioacuten son necesarias en los pacientes con AMC que

requieren una intervencioacuten quiruacutergica no cardiaca (realizacioacuten de

procedimientos diagnoacutesticos como endoscopias hemicolectomiacutea

colecistectomiacutea microcirugiacutea lariacutengea etc) 209

En nuestro estudio no hemos encontrado diferencias en las variables

hemodinaacutemicas entre los dos grupos (sevoflurano y propofol) en AMC sin

embargo en la literatura encontramos estudios que muestran la disminucioacuten en

la PA y en la FC asociada al propofol en la induccioacuten anesteacutesica 219 El efecto

hipotensor del propofol se ha relacionado con un descenso en la RVS 220 o en

el GC 221 causado por una combinacioacuten de vasodilatacioacuten arterial y venosa 36

220 222 deterioro de los mecanismos reguladores barorreflejos 223 224 y

depresioacuten de la contractilidad miocaacuterdica 225 Aunque una inhibicioacuten del sistema

nervioso simpaacutetico podriacutea explicar todos los cambios hemodinaacutemicos inducidos

por el propofol 222 223 parece que el sistema parasimpaacutetico cardiacuteaco se inhibe

en mayor grado que el simpaacutetico durante la induccioacuten anesteacutesica con propofol

226 Ambos faacutermacos anesteacutesicos propofol y sevoflurano disminuyen la PA de

forma BIS-dependiente durante la induccioacuten anesteacutesica sin embargo la FC

parece no cambiar 226

Durante la cirugiacutea de la columna vertebral Albertin y cols 227 explican

por queacute el propofol provoca un mayor flujo de sangre pero menos sangrado

que el sevoflurano utilizando como supuesto una vasodilatacioacuten selectiva del

propofol (poscapilar vasodilatacioacuten venosa) diferente de la del sevoflurano

13 Discusioacuten13

13 13 13

136

(precapilar vasodilatacioacuten arteriolar) por lo que seriacutea de eleccioacuten el propofol

para producir hipotensioacuten durante la anestesia 227

En la literatura hemos encontrados estudios tanto en modelos animales

47 59 61 64 228 como en humanos 62 que muestran el efecto del propofol y los

anesteacutesicos volaacutetiles sobre el flujo de los oacuterganos sin embargo no hemos

podido encontrar trabajos que relacionen dicho efecto con los dispositivos de

AMC

Por otro lado la anestesia inhalatoria (sevoflurano) ha demostrado

superioridad frente a la anestesia intravenosa (propofol) en cirugiacutea

cardiovascular 60 71 229 230 sin embargo auacuten no se ha demostrado dicha

superioridad en la implantacioacuten de dispositivos de AMC

Se han realizado diferentes estudios para evaluar los efectos de los

faacutermacos anesteacutesicos sobre el metabolismo y el flujo sanguiacuteneo en el cerebro

Los resultados son sin embargo en parte contradictorios Algunos autores han

demostrado que los anesteacutesicos volaacutetiles disminuyen el flujo sanguiacuteneo

cerebral 47 61 231 mientras otros autores describen un aumento del mismo 232

233 La comparacioacuten de diversos estudios es difiacutecil debido a la variedad de

especies animales estudiadas y la falta de grupos control adecuados en

algunos estudios Ademaacutes algunos meacutetodos estaacuten restringidos uacutenicamente a

cambios globales o a ciertas aacutereas del cerebro y algunos proporcionan datos

soacutelo relativos

En nuestro trabajo el sevoflurano mostroacute un mayor flujo sanguiacuteneo

cerebral que el propofol tras la implantacioacuten de una AMC Este es el primer

13 Discusioacuten13

13 13 13

137

estudio que demuestra un efecto beneficioso del sevoflurano en comparacioacuten

con el propofol sobre el flujo sanguiacuteneo cerebral en una bomba centriacutefuga

Biomeacutedicus 540 en un modelo porcino Este aumento del flujo sanguiacuteneo

cerebral podriacutea deberse a la vasodilatacioacuten cerebral producida por los

anesteacutesicos volaacutetiles 59 234 235 no observada con el propofol 236 237 De hecho

el propofol produce vasoconstriccioacuten cerebral indirectamente al disminuir el

metabolismo cerebral 238 y disminuye la presioacuten intracraneal (PIC) en perros 236

El sevoflurano tiene un efecto vasodilatador intriacutenseco dosis-dependiente 61 232

235 sin aumentar la PIC 239 mientras que en las craneotomiacuteas la PIC es menor

en la anestesia con propofol en comparacioacuten con el uso de sevoflurano 240 La

tomografiacutea por emisioacuten de positrones confirmoacute en seres humanos que tanto el

propofol como el sevoflurano causaban una disminucioacuten del flujo sanguiacuteneo

cerebral (FSC) sin embargo esta disminucioacuten era mayor con el propofol 61 231

Otros estudios reflejan que el descenso del FSC causado por el propofol puede

estar relacionado con el metabolismo cerebral 61 237

Bungdaard y cols 232 encontraron que el sevoflurano aumenta el FSC y

disminuye la resistencia cerebrovascular (RCV) de forma dosis-dependiente

preservando la reactividad al CO2 durante 15 (07 CAM) y 25 (13 CAM) de

sevoflurano 232 Kolbitsch y cols 233 encontraron que el sevoflurano a 04 CAM

causa vasodilatacioacuten cerebral regional la resistencia cerebrovascular regional

regional (RCVr) disminuye y el volumen sanguiacuteneo cerebral regional (VSCr)

aumenta El caacutelculo del tiempo medio de traacutensito cerebral vascular regional

(rMTT o TMTr) mostroacute que el flujo FSCr aumentoacute relativamente maacutes que el

volumen VSCr indicando asiacute que el aumento observado del flujo FSCr durante

la inhalacioacuten de sevoflurano no se puede explicar soacutelo con la vasodilatacioacuten 233

13 Discusioacuten13

13 13 13

138

Las complicaciones neuroloacutegicas en los pacientes portadores de AMC

estaacuten asociadas a una alta morbilidad y mortalidad siendo su incidencia entre

el 2 y el 48 El tromboembolismo y el accidente cerebrovascular

hemorraacutegico son las complicaciones neuroloacutegicas maacutes frecuentes siendo la

isquemia cerebral por hipoperfusioacuten y el embolismo seacuteptico y aeacutereo menos

frecuentes 241 El mayor flujo sanguiacuteneo cerebral observado en nuestro estudio

con el sevoflurano podriacutea sugerir su indicacioacuten en pacientes con AMC ya que

la isquemia cerebral causada por baja perfusioacuten es una complicacioacuten

neuroloacutegica asociada a estos dispositivos

En nuestro trabajo el sevoflurano mostroacute un mayor flujo sanguiacuteneo en

el corazoacuten que el propofol tras la implantacioacuten de una AMC Este es el primer

estudio que demuestra un efecto beneficioso del sevoflurano en comparacioacuten

con el propofol sobre el flujo sanguiacuteneo en el corazoacuten en una bomba centriacutefuga

Biomeacutedicus 540 en un modelo porcino

El sevoflurano y el propofol son faacutermacos empleados en la praacutectica

cliacutenica habitual en la cirugiacutea cardiaca En la literatura encontramos trabajos que

muestran el efecto cardioprotector del sevoflurano en la cirugiacutea cardiaca en

humanos 60 229 El sevoflurano disminuye la actividad simpaacutetica y la

contractilidad miocaacuterdica en modelos animales 242 243 y sin embargo parece

tener escaso o ninguacuten efecto sobre la actividad simpaacutetica perifeacuterica en

humanos 244 y sobre el tono parasimpaacutetico cardiaco 226

13 Discusioacuten13

13 13 13

139

Los anesteacutesicos volaacutetiles han demostrado directamente o indirectamente

mejorar el precondicionamiento isqueacutemico lo que resulta en la cardioproteccioacuten

contra el infarto de miocardio y disfuncioacuten miocaacuterdica irreversible 245-249

Diferentes mecanismos estaacuten implicados en la induccioacuten del

precondicionamiento y disminucioacuten de la isquemia por reperfusioacuten del

sevoflurano viacutea caveoliacuten-3 por inhibicioacuten de la ciclooxigenasa 2 la proteiacutena

quinasa activada por AMP (adenosiacuten monofosfato) y por su efecto antioxidante

250-252

En el bypass aortocoronario tanto con circulacioacuten extracorpoacuterea como

sin ella el sevoflurano conserva la FEVI con menos evidencia de dantildeo

miocaacuterdico que el propofol 229 253 Los niveles de troponina T aumentaron en

los pacientes sometidos a cirugiacutea cardiaca con circulacioacuten extracorpoacuterea

(cirugiacutea por defecto congeacutenito cardiaco) en ambos grupos sevoflurano y

propofol 254 Sin embargo los niveles de troponina T fueron menores en el

grupo que recibioacute sevoflurano con respecto al que recibioacute propofol en cirugiacutea

coronaria sin circulacioacuten extracorpoacuterea 255 En nuestro trabajo la colocacioacuten de

la AMC se realizoacute sin circulacioacuten extracorpoacuterea por lo que los niveles de

troponina T podriacutean estar relacionados con la mejoriacutea del flujo sanguiacuteneo del

corazoacuten

El propofol tambieacuten ha demostrado cierto efecto cardioprotector en

corazones aislados de rata disminuyendo la lesioacuten por isquemia-reperfusioacuten

(mejorando la funcioacuten cardiaca y el flujo coronario) mediante un aumento de la

oacutexido niacutetrico sintasa y la produccioacuten de oacutexido niacutetrico 269 257 En nuestro trabajo

los niveles de oacutexido niacutetrico en plasma fueron similares en ambos protocolos

13 Discusioacuten13

13 13 13

140

anesteacutesicos (sevoflurano y propofol)

Es importante sentildealar que a pesar de que el propofol se utiliza en

cirugiacutea cardiaca no olvidemos que el bypass cardiopulmonar altera las

propiedades farmacocineacuteticas (altera la concentracioacuten plasmaacutetica) de este

faacutermaco debido a la hemodilucioacuten hipotensioacuten hipotermia aislamiento del

pulmoacuten de la circulacioacuten y posible secuestro del faacutermaco en el circuito de

circulacioacuten extracorpoacuterea 258 Estos cambios en la concentracioacuten plasmaacutetica del

propofol causados por el bypass cardiopulmonar podriacutean verse reflejados en su

efecto sobre los oacuterganos 259

En nuestro trabajo el sevoflurano mostroacute un mayor flujo sanguiacuteneo en

el hiacutegado que el propofol tras la implantacioacuten de una AMC Este es el primer

estudio que demuestra un efecto beneficioso del sevoflurano en comparacioacuten

con el propofol sobre el flujo sanguiacuteneo hepaacutetico en una bomba centriacutefuga

Biomeacutedicus 540 en un modelo porcino

Bernard y cols 260 describen una disminucioacuten del flujo portal con una

CAM de 12 y 2 de sevoflurano y un aumento del flujo hepaacutetico con una CAM

de 2 mientras que el gasto cardiacuteaco se redujo soacutelo a la concentracioacuten maacutes alta

(2 CAM) Estos hallazgos podriacutean estar relacionados con el aumento del flujo

sanguiacuteneo hepaacutetico encontrado en el grupo del sevoflurano en nuestro trabajo

En la literatura encontramos trabajos que muestran el efecto protector

hepaacutetico del sevoflurano en cirugiacutea cardiaca Tras la cirugiacutea de arteria coronaria

con bypass cardiopulmonar los niveles de ALT AST y LDH aumentaron de

13 Discusioacuten13

13 13 13

141

forma temporal tanto con el propofol como con el sevoflurano siendo este

aumento menor en el grupo del sevoflurano 230

La liberacioacuten de enzimas intracelulares y su deteccioacuten en muestras de

sangre circulante es un meacutetodo aceptado para detectar dantildeo tisular 229 261 262

La LDH se encuentra en el citoplasma de diversos tipos de ceacutelulas y se puede

considerar un indicador no especiacutefico de dantildeo tisular 263 AST y ALT son

marcadores de dantildeo hepaacutetico y se han correlacionado con dantildeo histoloacutegico

hepaacutetico 261 Ademaacutes la AST es un enzima intestinal de la seromucosa y se

libera durante la lesioacuten de isquemia-reperfusioacuten intestinal 262 263

En nuestro trabajo no hemos encontrado diferencias entre los dos

grupos en los valores de las transaminasas AST y GGT fosfatasa alcalina

LDH creatinina y aacutecido laacutectico Sin embargo siacute hemos encontrado un

descenso del marcador de dantildeo hepaacutetico (ALT) en el grupo del sevoflurano con

respecto al del propofol Esto podriacutea estar relacionado con el aumento del flujo

hepaacutetico encontrado en el grupo del sevoflurano

Es comuacuten la hiperbilirrubinemia en los pacientes tras de la implantacioacuten

de una AMC por disfuncioacuten endotelial del sinusoide hepaacutetico 265 o por la

congestioacuten cardiaca 266 En nuestro trabajo la bilirrubina total fue mayor en los

animales anestesiados con propofol (a los 30 minutos de asistencia parcial) con

respecto al grupo del sevoflurano Este hallazgo podriacutea estar relacionado con la

reduccioacuten del flujo sanguiacuteneo en el hiacutegado y el corazoacuten en el grupo del

propofol con respecto a los cerdos anestesiados con sevoflurano

13 Discusioacuten13

13 13 13

142

En nuestro trabajo no hemos encontrado diferencias significativas entre

los dos faacutermacos (sevoflurano y propofol) en el flujo sanguiacuteneo en el rintildeoacuten

pulmoacuten e intestino tras la implantacioacuten de una bomba centriacutefuga Biomeacutedicus

540 en un modelo porcino

La concentracioacuten plasmaacutetica de creatinina ha sido validada cliacutenicamente

como marcador de la funcioacuten renal 267y es maacutes fiable que la urea como

marcador rutinario de funcioacuten renal 268 Seguacuten estudios previos el sevoflurano

no produce aumentos en la creatinina tras la cirugiacutea electiva de la arteria

coronaria 269 ni tras cirugiacuteas no cardiacas 270-274 De hecho exposiciones a

altas concentraciones (3) de sevoflurano durante 8 horas no produjo cambios

cliacutenicamente significativos en los marcadores de disfuncioacuten renal 275 Siacute se ha

visto un aumento en la glucosuria albuminuria y proteinuria tras cirugiacuteas

centrales en comparacioacuten con cirugiacuteas en aacutereas perifeacutericas tanto con el

sevoflurano (05-15 MAC) como con el propofol disminuyendo la

concentracioacuten plasmaacutetica de urea pero sin aumentar la concentracioacuten

plasmaacutetica de creatinina 276 En nuestro estudio no hemos medido otros

marcadores como enzimas urinarias por la imposibilidad debido al protocolo (al

ser un experimento agudo el animal se sacrificoacute una vez terminado el

estudio)Tras la cirugiacutea de arteria coronaria con bypass cardiopulmonar los

niveles de creatinina no aumentaron en ninguno de los dos grupos (sevoflurano

y propofol) 230

En nuestro trabajo el sevoflurano fue superior en lo referente al flujo

cerebral cardiaco y hepaacutetico sin embargo no encontramos diferencias

13 Discusioacuten13

13 13 13

143

significativas en otros oacuterganos como son el rintildeoacuten el pulmoacuten y el intestino La

diferente respuesta del sevoflurano al flujo sanguiacuteneo de los oacuterganos podriacutea

explicarse por su efecto dependiente de la dosis 47 64 228

En nuestra institucioacuten el Hospital General Universitario Gregorio

Marantildeoacuten se ha desarrollado un programa de AMC Como hemos sentildealado

anteriormente el manejo anesteacutesico en los pacientes a los que se les implanta

un dispositivo de AMC es fundamental durante el periodo intraoperatorio y

postoperatorio Los resultados de nuestro trabajo sugieren que la eleccioacuten de

un protocolo anesteacutesico basado en la anestesia inhalatoria con sevoflurano

podriacutea ser beneficioso en estos pacientes al aumentar el flujo sanguiacuteneo

cerebral cardiaco y hepaacutetico A pesar de que el tiempo que transcurre en la

implantacioacuten de una AMC es relativamente corto el uso de anesteacutesicos

volaacutetiles en cirugiacutea cardiaca ha demostrado una disminucioacuten de las

complicaciones cardiovasculares a largo plazo asiacute como de la mortalidad 277

Tambieacuten es importante sentildealar que la administracioacuten de sevoflurano durante el

periodo intraoperatorio y postoperatorio en pacientes sometidos a cirugiacutea de

bypass aortocoronario sin circulacioacuten extracorpoacuterea mejora el efecto

cardioprotector con respecto a la administracioacuten del mismo uacutenicamente durante

el periodo intraoperatorio 255 Por uacuteltimo no olvidemos la alta incidencia de

complicaciones asociadas a los dispositivos de AMC lo que obliga al paciente

a permanecer durante largos periodos de tiempo en las unidades de cuidados

especiales sedados La sedacioacuten con sevoflurano en estas unidades es posible

13 Discusioacuten13

13 13 13

144

gracias a la existencia de unos dispositivos especiales (AnaConDa (acroacutenimo

de ldquodispositivo dispensador de anestesiardquo) 255

Nuestro grupo de investigacioacuten desarrolla desde hace varios antildeos una

liacutenea de trabajo centrada en la optimizacioacuten de los dispositivos de AMC en

modelos experimentales animales intentando mejorar los programas de

asistencia ventricular En este trabajo hemos estudiado diferentes faacutermacos

anesteacutesicos (sevoflurano y propofol) buscando una mejor perfusioacuten de los

oacuterganos en los pacientes con asistencia circulatoria Tras los resultados de esta

tesis doctoral nuestro grupo de investigacioacuten ha iniciado el estudio de la

optimizacioacuten en lo referente a la monitorizacioacuten hemodinaacutemica en los

dispositivos de AMC en un modelo experimental animal La medicioacuten del gasto

cardiaco es esencial para proporcionar un tratamiento oacuteptimo a los pacientes

en estado criacutetico que necesitan asistencia ventricular 205 Hasta el momento

actual el cateacuteter de Swan-Ganz (cateacuteter de arteria pulmonar) es el uacutenico

meacutetodo disponible para la medicioacuten del gasto cardiaco continuo sin embargo

su uso se ve limitado por su caraacutecter altamente invasivo Nuestro grupo de

investigacioacuten busca alternativas al cateacuteter de arteria pulmonar es decir una

monitorizacioacuten menos invasiva para disminuir la morbilidad y mortalidad de los

pacientes portadores de AMC Por lo que se analizaraacute la correlacioacuten en el gasto

cardiaco entre la termodilucioacuten transpulmonar (sistema PiCCO) y la

termodilucioacuten pulmonar (cateacuteter de arteria pulmonar) en los dispositivos de

AMC

13 Discusioacuten13

13 13 13

145

Al analizar nuestro trabajo experimental hemos encontrado las

siguientes limitaciones que trataremos de corregir en futuros estudios

En primer lugar la AMC estaacute disentildeada para ser utilizada en los

pacientes con insuficiencia cardiacuteaca por lo tanto nuestros resultados no

pueden ser directamente aplicables a la praacutectica cliacutenica ya que nuestro trabajo

se ha realizado con animales sanos tal como se describe en otros trabajos

publicados 160 278 Si bien se eligieron cerdos pues su sistema cardiovascular

es parecido al de los humanos 279 la limitacioacuten del corazoacuten sano deberiacutea

abordarse en un modelo animal de shock cardiogeacutenico

En segundo lugar hemos estudiado los efectos a corto plazo de los

anesteacutesicos (propofol y sevoflurano) en animales con una AMC por lo que

seriacutea importante realizar estudios que evaluacuteen si estas diferencias se

mantienen en el tiempo

En tercer lugar tanto en los modelos animales como en la praacutectica

cliacutenica los efectos de los anesteacutesicos inhalados sobre el flujo sanguiacuteneo de los

oacuterganos pueden ser dependientes de la dosis administrada 47 64 228 La

concentracioacuten de sevoflurano utilizada en nuestro trabajo fue el 2 en volumen

espirado que representa aproximadamente 1 CAM en los seres humanos

concentracioacuten utilizada en otros estudios que muestran efectos beneficiosos en

un modelo de isquemia-reperfusioacuten tras oclusioacuten de la aorta toraacutecica en cerdos

280 Seraacuten por tanto necesarios nuevos estudios para evaluar la relacioacuten dosis-

dependencia y buscar un umbral de mejora del flujo sanguiacuteneo a nivel

orgaacutenico

13 Discusioacuten13

13 13 13

146

No podemos olvidar la necesidad de los ensayos cliacutenicos aleatorizados

que confirmen en humanos los resultados obtenidos en este trabajo y que

muestren su repercusioacuten cliacutenica

147

6- CONCLUSIONES

13 Conclusiones13

13 13 13

148

1 El sevoflurano muestra con respecto al propofol un aumento significativo

del flujo sanguiacuteneo en el cerebro corazoacuten e hiacutegado en un dispositivo de AMC

de flujo continuo en un modelo porcino Sin embargo no hemos encontrado

diferencias en el flujo sanguiacuteneo del pulmoacuten rintildeoacuten e intestino

2 No hemos encontrado diferencias significativas en las variables

hemodinaacutemicas de gasometriacutea arterial y hematoloacutegicas entre los dos grupos

(sevoflurano y propofol) en un dispositivo de AMC de flujo continuo

3 No hemos encontrado diferencias significativas en los marcadores

plasmaacuteticos de dantildeo tisular entre los dos grupos (sevoflurano y propofol) en un

dispositivo de AMC de flujo continuo

4 No hemos encontrado diferencias significativas en los marcadores

plasmaacuteticos de respuesta inflamatoria y estreacutes oxidativo entre los dos grupos

(sevoflurano y propofol) en un dispositivo de AMC de flujo continuo

149

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middle cerebral artery flow velocity and plasma inorganic fluoride

concentrations in neurosurgical patients receiving sevoflurane or

isoflurane Anesth Analg 199785(3)587ndash92

240 Petersen KD Landsfeldt U Cold GE Petersen CB Mau S Hauerberg

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241 Slaughter MS Sobieski MA Gallagher C Dia M Silver MA Low

incidence of neurologic events during long-term support with the

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200835(3)245-9

242 Saeki Y Hasegawa Y Shibamoto T Yamaguchi Y Hayashi T

Tanaka S et al The effects of sevoflurane enflurane and isoflurane on

baroreceptor-sympathetic reflex in rabbits Anesth Analg

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243 Kanaya N Kawana S Tsuchida H Miyamoto A Ohshika H Namiki A

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halothane in cultured neonatal rat ventricular myocytes Anesth Analg

199887(5)1041-7

244 Ebert TJ Muzi M Lopatka CW Neurocirculatory responses to

sevoflurane in humans A comparison to desflurane Anesthesiology

199583(1)88-95

245 Cope DK Impastato WK Cohen MV Downey JM Volatile anesthetics

protect the ischemic rabbit myocardium from infarction Anesthesiology

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13 13 13

182

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246 Preckel B Schlack W Comfegravere T Obal D Barthel H Thaumlmer V

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reperfusion injury after regional myocardial ischaemia in the rabbit heart

in vivo Br J Anaesth 199881(6)905-12

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Sevoflurane reduces myocardial infarct size and decreases the time

threshold for ischemic preconditioning in dogs Anesthesiology

199991(5)1437-46

248 Zaugg M Lucchinetti E Spahn DR Pasch T Schaub MC Volatile

anesthetics mimic cardiac preconditioning by priming the activation of

mitocondrial KATP channels via multiple signaling pathways

Anesthesiology 2002 97(1)4-14

249 Hanouz JL Yvon A Massetti M Lepage O Babatasi G Khayat A

Bricard H Geacuterard JL Mechanisms of desflurane-induced preconditioning

in isolated human right atria in vivo Anesthesiology 200297(1)33-41

250 Zhao J Wang F Zhang Y Jiao L Lau WB Wang L et al Sevoflurane

preconditioning attenuates myocardial ischemiareperfusion injury via

caveolin-3-dependent cyclooxygenase-2 inhibition Circulation 2013

128(11 Suppl 1)S121-9

251 Shiomi M Miyamae M Takemura G Kaneda K Inamura Y Onishi A

et al Induction of autophagy restores the loss of sevoflurane cardiac

preconditioning seen with prolonged ischemic insult Eur J Pharmacol

201472458-66

252 Zhou C Li H Yao Y Li L Delayed remote ischemic preconditioning

13 Bibliografiacutea13

13 13 13

183

produces an additive cardioprotection to sevoflurane postconditioning

through an enhanced heme oxygenase 1 level partly via nuclear factor

erythroid 2-related factor 2 nuclear translocation J Cardiovasc

Pharmacol Ther 201419(6)558-66

253 De Hert SG Cromheecke S ten Broecke PW Mertens E De Blier IG

Stockman BA et al Effects of Propofol Desflurane and Sevoflurane on

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254 Malagon I Hogenbirk K van Pelt J Hazekamp MG Bovill JG Effect

of three different anaesthetic agents on the postoperative production of

cardiac troponin T in paediatric cardiac surgery Br J Anaesth

200594(6)805-9

255 Guerrero Orriach JL Galaacuten Ortega M Ramirez Aliaga M Iglesias P

Rubio Navarro M Cruz Mantildeas J Prolonged sevoflurane administration in

the off-pump coronary artery bypass graft surgery beneficial effects J

Crit Care 201328(5)879e13-8

256 Ko SH Yu CW Lee SK Choe H Chung MJ Kwak YG et al Propofol

attenuates ischemia-reperfusion injury in the isolated rat heart Anesth

Analg 199785(4)719-24

257 Sun HY Xue FS Xu YC Li CW Xiong J Liao X el al Propofol

improves cardiac functional recovery after ischemia-reperfusion by up

regulating nitric oxide synthase activity in the isolated rat hearts Chin

Med J (Engl) 2009122(24)3048-54

258 Mets B The pharmacokinetics of anesthetic drugs and adjuvants

during cardiopulmonary bypassActa Anaesthesiol

13 Bibliografiacutea13

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Malbouisson LM et al Effects of cardiopulmonary bypass on propofol

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(Sao Paulo) 200964(3)215-21

260 Bernard JM Doursout MF Wouters P Hartley CJ Merin RG Chelly

JE Effects of sevoflurane and isoflurane on hepatic circulation in the

chronically instrumented dog Anesthesiology 199217(3)541-5

261 Nielsen VG Tan S Kirk KA et al Halothane and xanthine oxidase

increase hepatocellular enzyme release and circulating lactate after

ischemia-reperfusion in rabbits Anesthesiology 199787(4)908-17

262 Caglayan F Caglayan O Gunel E Elcuman Y Cakmak M Intestinal

ischemia-reperfusion and plasma enzyme levels Pediatr Surg Int

200218(4)255-7

263 Abrahacirco MS Montero EFS Junqueira VBC Giavarotti L Juliano Y

Fagundes DJ Biochemical and morphological evaluation of ischemia-

reperfusion injury in rat small bowel modulated by ischemic

preconditioning Transplant Proc 200436(4)860-2

264 Sachs SM Morton JH Schwartz SI Acute mesenteric ischemia

Surgery 198292(4)646-53

265 Yamaguchi T Sawa Y Masai T Nishimura M Chang JC Nishida T

Ohtake S Matuda H Hepatic sinusoid endothelial dysfunction plays a

role in hyperbilirubinemia in patients following implantation of an LVAD

ASAIO J 199743(5)M449-52

266 Miller LW Lietz K Candidate selection for long-term left ventricular

13 Bibliografiacutea13

13 13 13

185

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200625(7)756-64

267 Bellomo R Acute renal failure En Oh T Oxford Butterworth-

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268 Isles CG Paterson JR Serum creatinine and urea Make the most of

these simple test Br J Hosp Med 199655(8)513-6

269 Story DA Poustie S Liu G McNicol PL Changes in plasma creatinine

concentration after cardiac anesthesia with isoflurane propofol or

sevoflurane a randomized clinical trial Anesthesiology 200195(4)842-

8

270 Mazze RI Callan CM Galvez ST Delgado-Herrera L Mayer DB The

effects of sevoflurane on serum creatinine and blood urea nitrogen

concentrations A retrospective twenty-two-center comparative

evaluation of renal function in adult surgical patients Anesth Analg

200090(3)683-8

271 Groudine SB Fragen RJ Kharasch ED Eisenman TS Frink EJ

McConnell S Comparison of renal function following anesthesia with

low-flow sevoflurane and isoflurane J Clin Anesth 199911(3)201-7

272 Bito H Ikeuchi Y Ikeda K Effects of low-flow sevoflurane anesthesia

on renal function Comparison with high-flow sevoflurane anesthesia and

low-flow isoflurane anesthesia Anesthesiology 199786(6)1231-7

273 Obata R Bito H Ohmura M Moriwaki G Ikeuchi Y Katoh T et al The

effects of prolonged low-flow sevoflurane anesthesia on renal and

hepatic function Anesth Analg 200091(5)1262-8

274 Kharasch ED Frink EJ Jr Zager R Bowdle TA Artru A Nogami WM

13 Bibliografiacutea13

13 13 13

186

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function using sensitive markers of tubular toxicity Anesthesiology1997

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275 Ebert TJ Frink EJ Jr Kharasch ED Absence of biochemical evidence

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199888(3)601-10

276 Ebert TJ Arain AR Renal responses to low-flow desflurane

sevoflurane and propofol in patients Anesthesiology 200093(6)1401-6

277 De Hert S Vlasselaers D Barbeacute R Ory JP Dekegel D Donnadonni

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278 Tuzun E Narin C Gregoric ID Cohn WE Frazier OH Ventricular

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279 Dodds WJ The pig model for biomedical research Federation Proc

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280 Annecke T Kubitz JC Kahr S Hilberath JM Langer K Kemming GI

et al Effects of sevoflurane and propofol on ischaemia-reperfusion injury

after thoracic-aortic occlusion in pigs Br J Anaesth 2007 May98(5)581-

90

187

8- IacuteNDICE DE FIGURAS Y TABLAS

13 Iacutendice13 de13 Figuras13 y13 Tablas13

13 13 13

188

Iacutendice de Figuras

Paacuteg

Figura 1 Estructura quiacutemica de los agentes halogenados 32

Figura 2 Distribucioacuten del tipo de asistencia ventricular previa al

trasplante por periodos

48

Figura 3 Presiones en el sistema circulatorio 52

Figura 4 Tipos de bombas seguacuten el flujo que producen 53

Figura 5 Fotografiacutea de la bomba Biomeacutedicus 59

Figura 6 Vista panoraacutemica del quiroacutefano de la Unidad de Cirugiacutea

Experimental del Hospital General Universitario Gregorio Marantildeoacuten

80

Figura 7 Respirador Draumlger SA 1 82

Figura 8 Capnoacutegrafo Ohmeda 82

Figura 9 Analizador de gases en sangre GEMregPremiere 82

Figura 10 Fotografiacutea y esquema de la bomba Biomeacutedicus 83

Figura 11 Motor de la consola una vez implantada la bomba

Biomeacutedicus

84

Figura 12 Consola Biomeacutedicus 85

Figura 13 Separacioacuten de la aorta y la arteria pulmonar 94

Figura 14 Clampaje lateral aorta toraacutecica ascendente (A)

Exposicioacuten aacutepex ventriacuteculo y colocacioacuten suturas circulares (B)

Caacutenula de drenaje ventriacuteculo izquierdo (aferente) y Caacutenula aoacutertica

13 Iacutendice13 de13 Figuras13 y13 Tablas13

13 13 13

189

(eferente) (C) 96

Figura 15 Flujo sanguiacuteneo cerebral en ambos loacutebulos frontales en

los grupos Sevoflurano (S) y Propofol (P) antes de asistencia

(AAs) y a los 30 minutos de la asistencia parcial (AP 30acute) loacutebulo

derecho (A) y loacutebulo izquierdo (B)

123

Figura 16 Flujo sanguiacuteneo en el ventriacuteculo derecho (A) y en el

pulmoacuten (B) en los grupos Sevoflurano (S) y Propofol (P) antes de

asistencia (AAs) y a los 30 minutos de la asistencia parcial (AP

30acute)

125

Figura 17 Flujo sanguiacuteneo en el ventriacuteculo izquierdo en los grupos

Sevoflurano (S) y Propofol (P) antes de asistencia (AAs) y a los 30

minutos de la asistencia parcial (AP 30acute) epicardio (A) y

endocardio (B)

127

Figura 18 Flujo sanguiacuteneo en el rintildeoacuten en los grupos Sevoflurano

(S) y Propofol (P) antes de asistencia (AAs) y a los 30 minutos de

la asistencia parcial (AP 30acute) rintildeoacuten derecho (A) y rintildeoacuten izquierdo

(B)

129

Figura 19 Flujo sanguiacuteneo en el hiacutegado (A) y en el intestino (B) en

los grupos Sevoflurano (S) y Propofol (P) antes de asistencia

(AAs) y a los 30 minutos de la asistencia parcial (AP 30acute)

131

13 Iacutendice13 de13 Figuras13 y13 Tablas13

13 13 13

190

Iacutendice de Tablas

Paacuteg

Tabla 1 Distribucioacuten de la edad peso y talla en los dos grupos

experimentales grupo Propofol y grupo Sevoflurano 112

Tabla 2 Variables Hemodinaacutemicas I mediciones antes del

clampaje (Basal) antes de la asistencia (AAs) y tras 30 minutos

de asistencia parcial (AP 30acute) en el grupo Propofol y en el grupo

Sevoflurano

114

Tabla 3 Variables Hemodinaacutemicas II mediciones antes del

clampaje (Basal) antes de la asistencia (AAs) y tras 30 minutos

de asistencia parcial (AP 30acute) en el grupo Propofol y en el grupo

Sevoflurano

115

Tabla 4 Variables Hemodinaacutemicas III mediciones antes del

clampaje (Basal) antes de la asistencia (AAs) y tras 30 minutos

de asistencia parcial (AP 30acute) en el grupo Propofol y en el grupo

Sevoflurano

116

Tabla 5 Variables de la gasometriacutea arterial mediciones antes

del clampaje (Basal) antes de la asistencia (AAs) y tras 30

minutos de asistencia parcial (AP 30acute) en el grupo Propofol (n=5)

y en el grupo Sevoflurano (n=5)

117

Tabla 6 Variables hematoloacutegicas mediciones antes del

clampaje (Basal) antes de la asistencia (AAs) y tras 30 minutos

de asistencia parcial (AP 30acute) en el grupo Propofol y en el grupo

Sevoflurano

118

Tabla 7 Variables bioquiacutemicas de marcadores de dantildeo tisular

mediciones antes del clampaje (Basal) antes de la asistencia

(AAs) y tras 30 minutos de asistencia parcial (AP 30acute) en el grupo

13 Iacutendice13 de13 Figuras13 y13 Tablas13

13 13 13

191

Propofol y en el grupo Sevoflurano 120

Tabla 8 Variables de la respuesta inflamatoria mediciones antes

del clampaje (Basal) antes de la asistencia (AAs) y tras 30

minutos de asistencia parcial (AP 30acute) en el grupo Propofol y en

el grupo Sevoflurano

121

Tabla 9 Microesferas en ambos hemisferios cerebrales antes

de la asistencia (AAs) y tras 30 minutos de asistencia parcial

(AP 30acute) en el grupo Propofol y en el grupo Sevoflurano

122

Tabla 10 Microesferas en el ventriacuteculo derecho y pulmoacuten antes

de la asistencia (AAs) y tras 30 minutos de asistencia parcial (AP

30acute) en el grupo Propofol y en el grupo Sevoflurano

124

Tabla 11 Microesferas en el ventriacuteculo izquierdo antes de la

asistencia (AAs) y tras 30 minutos de asistencia parcial (AP 30acute)

en el grupo Propofol y en el grupo Sevoflurano

126

Tabla 12 Microesferas en el rintildeoacuten antes de la asistencia (AAs) y

tras 30 minutos de asistencia parcial (AP 30acute) en el grupo

Propofol y en el grupo Sevoflurano

128

Tabla 13 Microesferas en el hiacutegado y en el intestino antes de la

asistencia (AAs) y tras 30 minutos de asistencia parcial (AP 30acute)

en el grupo Propofol y en el grupo Sevoflurano

130

192

9- ANEXO

Research ArticleEffects of Sevoflurane and Propofol on Organ Blood Flow inLeft Ventricular Assist Devices in Pigs

Paloma Morillas-Sendiacuten1 Emilio Delgado-Baeza2

Mariacutea Jesuacutes Delgado-Martos2 Moacutenica Barranco1 Juan Francisco del Cantildeizo2

Manuel Ruiacutez3 and Begontildea Quintana-Villamandos14

1Department of Anesthesiology and Intensive Care Gregorio Maranon University General Hospital 28007 Madrid Spain2Department of Experimental Medicine and Surgery Gregorio Maranon University General Hospital 28007 Madrid Spain3Department of Cardiac Surgery Gregorio Maranon University General Hospital 28007 Madrid Spain4Department of Pharmacology Faculty of Medicine Complutense University 28040 Madrid Spain

Correspondence should be addressed to Begona Quintana-Villamandos begoquintigmailcom

Received 26 March 2015Revised 16June 2015Accepted 29 June 2015

Academic Editor Giulio Agnetti

Copyright copy 2015Paloma Morillas-Sendın et alThis is an open access article distributed under the Creative Commons AttributionLicense which permits unrestricted use distribution and reproduction in any medium provided the original work is properly cited

The aim of this study was to assess the effect of sevofl rane and propofol on organ blood flow in a porcine model with a leftventricular assist device (LVAD) Ten healthy minipigs were divided into 2 groups (5 per group) according to the anestheticreceived (sevoflurane or propofol) A Biomedicus centrifugal pump was implanted Organ blood fl w (measured using coloredmicrospheres) markers of tissue injury and hemodynamic parameters were assessed at baseline (pump off) and after 30 minutesof partial support Blood fl w was signific ntly higher in the brain (both frontal lobes) heart (both ventricles) and liver after30 minutes in the sevoflurane group although no signific nt differences were recorded for the lung kidney or ileum Serumlevels of alanine aminotransferase and total bilirubin were signific ntly higher after 30 minutes in the propofol group althoughno signific nt differences were detected between the groups for other parameters of liver function kidney function or lactic acidlevels The hemodynamic parameters were similar in both groups We demonstrated that compared with propofol sevofl raneincreases blood fl w in the brain liver and heart after implantation of an LVAD under conditions of partial support

1 Introduction

Ventricular assist devices (VADs) are a promising therapeuticoption for patients with advanced heart failure VADs canact as a bridge to transplantation as a destination therapyfor patients with contraindications to transplantation or asa bridge to a future recovery [1ndash3] In the last few decadesVADs have been increasingly used in patients with end-stageheart failure because heart transplantation is limited by amarked lack of donors [4]

The main purpose of a VAD is to maintain perfusion ofvital organs To improve the clinical output of the VAD it isnecessary to optimize perioperative conditions (continuous-fl w VAD hemodynamic monitors and anesthetic drugs)[5 6] Although several studies show the effects of the VAD

on organ blood flow (heart brain liver and kidney) [7ndash9]the eff ct of anesthetics on organ blood flow in patients witha VAD has not been analyzed to date Several studies havereported data on the response of organ blood flow to theadministration of various anesthetics [10ndash13] although thiseffect remains unclear for VADs

Given the benefici l effects of volatile anesthetics (sevo-flurane) compared with intravenous anesthesia (propofol)on organ blood fl w during cardiovascular surgery [14ndash17]we hypothesized that compared with propofol sevofluranewould increase organ blood flow in patients with a lef t AD(LVAD) The aim of this study was to investigate differencesbetween the effect of sevoflurane-based volatile anestheticand that of propofol-based intravenous anesthetics on organblood flow (brain liver heart kidney lung and intestine)

Hindawi Publishing CorporationBioMed Research InternationalArticle ID 898373

2 BioMed Research International

(a) (b)

(c)

Figur e 1LVAD placement Aortic partial cross-clamp (a) Implant of the input cannula through the apex of the left ventricle (b and c)

and to assess markers of tissue injury aft r implantation ofan LVAD (continuous centrifugal pump) under conditions ofpartial support in a porcine model

2 Methods

Th animals used in our experiment were from the farmof the Technological Institute of Agrarian Development(EX 013-C) (Community of Madrid Spain) Th pigs weremoved from this farm to the Experimental Medicine andSurgery Unit Gregorio Maranon University General Hospital(ES280790000087) where they remained under a controlledenvironment until the intervention (20ndash22∘C and relativehumidity of 55) The study was performed in accordancewith European Union guidelines on the protection of ani-mals used for experimental and other scientifi purposes(Directive 201063EU and Spanish Royal Decree RD 532013BOE) and was approved by the Ethics Committee GregorioMaranon University General Hospital Madrid Spain

21 Experimental Design Th study was conducted withten healthy minipigs Animals were block-randomized(Microsoft Excel 2003) to receive either propofol in contin-uous perfusion as anesthetic maintenance (propofol group119899 = 5) or sevoflurane (sevoflurane group 119899 = 5)

211Anesthesia Protocol Th animals were simultaneouslypremedicated with intramuscular ketamine 20 mgkg (Keto-lar Parke-Davis Madrid Spain) and atropine 004 mgkg(Atropina Braun Serra-Pamies Reus Spain) Pulse oximetryand electrocardiographic monitoring were performed in

the operating room The pigs were provided with oxygen100 via a face mask a 20 G cannula was inserted intoan ear vein and anesthesia was induced with intravenousfentanyl 25120583gkg (Fentanest Kern Pharma BarcelonaSpain) and propofol 4 mgkg (Diprivan 1 AstraZenecaMadrid Spain) After intubation the animal was con-nected to a volume-controlled ventilator (Drager SA1Drager Medical AG Lubeck Germany) with FIO

2of 1

an inspiratory expiratory ratio of 1 2 a tidal volume of12ndash15mLkg and the respiratory rate adjusted to main-tain normocapnia as previously described [18] Anesthesiawas maintained with intravenous fentanyl (25120583gkg30 min)in all animals and propofol in continuous infusion (11-12mgkgh) (propofol group) or 2 sevoflurane (sevofluranegroup) All animals received an infusion of saline solution(8 mLkgh) A 9 F arterial catheter was inserted into the rightfemoral artery and a pulmonary artery catheter (75 F Swan-Ganz CCOmbo catheter Edwards Lifesciences Irvine CAUSA) connected to an oximetry monitor (Vigilance EdwardsCritical-Care Division Irvine CA USA) was inserted intothe right internal jugular vein

212Surgical Protocol A Biomedicus 540 centrifugal pumpwas implanted in the minipigs undergoing continuous-fl wsupport After median sternotomy the animal was hep-arinized at a dose of 4 mgkg An aortic partial cross-clampwas applied (just for anastomosing the output cannula ofthe LVAD to the aorta) and a 2 cm aortotomy performed(Figure 1(a)) Th output cannula of the LVAD was anas-tomosed to the ascending aorta and the input cannula

BioMed Research International 3

(23 F Medtronic Ultraflex Metdtronic Inc MinneapolisUSA) was placed through the apex of the left ventricleTh implant of the input cannula is practiced by placingtwo circular sutures (Figure 1(b)) and then the cannula wasplaced with two turnstiles around the cannula (Figure 1(c))Finally both cannulas were connected to the device LVADplacement was without cardiopulmonary bypass and withoutcardioplegia Console parameters were adjusted to obtain apump fl w of 50 (partial support) of the baseline cardiacoutput (cardiac output before LVAD is initiated) using thepulmonary artery catheter for 30 minutes Input flow wasmeasured using an ultrasound transducer (EMTEC Ger-many) attached to the input cannula of the device

22 Organ Blood FlowMeasurements Colored microspheres(Dye-Trak Triton Technology Inc San Diego CA USA)were used to measure organ blood flow Once the LVAD wasimplanted (before the start of LVAD baseline) yellow micro-spheres (diameter of 12 microns) were injected into the leftatrium (15 million microspheres per injection) The LVADwas then initiated and violet microspheres were injectedafter 30 minutes of partial support After each experimentthe animal was sacrific d using potassium chloride andtissue samples of both brain hemispheres (right and leftfrontal lobe) heart (right and left ventricles) liver lung(middle lobe of right lung) kidney and ileum were obtainedto measure organ blood fl w Th basic principle of alldeposition techniques for regional fl w measurement is thatthe deposition is proportional to the flow (per unit volume ormass of tissue) Due to the movement of microspheres out ofthe capillaries into the interstitium retention of microspheresis excellent Th idea is that deposited markers give a measureof flow per unit volume of tissue at the level of the capillariesTh microspheres were isolated from tissue by digestionwith potassium hydroxide they were centrifugated the dyeswere extracted from the colored microspheres and theseparation of colors and measurement of their concentrationwas performed by spectrometry [19 20]

23 Markers of Tissue Injury Serum levels of total biliru-bin alanine aminotransferase aspartate aminotransferasegamma-glutamyl transpeptidase and alkaline phosphatasewere evaluated as parameters of hepatobiliary functionCreatinine and urea were studied as parameters of renalfunction Lactate dehydrogenase and lactate were measuredas nonspecifi indicators of tissue injury All previouslydescribed markers of tissue injury and nitric oxide (NO) werestudied at baseline (after implantation before turning it on)and 30 minutes aft r implantation of the LVAD

24 Hemodynamic Measurements Th hemodynamic dataincluded heart rate mean arterial pressure mean pulmonaryarterial pressure central venous pressure pulmonary cap-illary wedge pressure systemic vascular resistance indexpulmonary vascular resistance index continuous cardiacoutput and mixed venous oxygen saturation all of whichwere recorded at baseline and 30 minutes after implantationof the LVAD Body temperature was also studied

25 Hematologic Parameters and Arterial Blood Gas Mea-surements A femoral arterial catheter was used to performthe hematologic and blood gas analyses at baseline and 30minutes after implantation of the LVAD

26 Data Analysis and Statistics Th primary endpoint wasorgan blood fl w in the LVAD which was compared betweenthe two groups The variable was expressed as mean plusmnSEM We used the Kolmogorov-Smirnov test to analyze thedistribution of quantitative variables between-group com-parisons were based on the 119905-test for independent samplesStatistical signific nce was set at a 119875 value of lt005 Thestatistical analysis was performed using IBM SPSS Statisticsfor Windows version 200 (IBM Corp Armonk NY USA)and S-PLUS 61

3 Results

31 Physiological Parameters No differences were detectedbetween the groups (sevoflurane versus propofol) in terms ofage (143 plusmn 7 versus 126 plusmn 10 days 119875 = 028) weight (34 plusmn 1versus 25plusmn3 kg119875 = 0052) or height (93plusmn2 versus 87plusmn1 cm119875 = 007)

32 Effect of Anesthetics on Organ Blood Flow Blood flowwas significantly higher in the brain (both frontal lobes)(Figures 2(a) and 2(b)) heart (both ventricles) (Figures 3(a)and 3(b)) and liver (Figure 4(a)) after 30 minutes of partialsupport in the sevofl rane group than in the propofol groupalthough no significant diff rences were recorded for the lung(Figure 4(b)) kidney (Figure 5(a)) or ileum (Figure 5(b))

33 Effe t of Anesthetics onMarkers of Tissue Injury and NitricOxide Serum levels of alanine aminotransferase and totalbilirubin were signific ntly higher after 30 minutes of partialsupport in the group that received propofol However therewere no significant diff rences between the groups in otherparameters of liver function and kidney function or in lacticacid levels (Table 1) There were no diff rences between thegroups in nitric oxide in plasma (Table 1)

34 Hemodynamic Parameters No differences were foundbetween the groups in pump fl w of LVAD (propofolgroup 094 plusmn 009 Lmin versus sevoflurane group 101 plusmn009 Lmin)

The hemodynamic parameters showed marked stabilityin both groups there were no significant diff rences ineither the sevofl rane group or the propofol group beforeimplantation of the LVAD and aft r 30 minutes of partialsupport (Table 2)

35 Hematologic Parameters and Blood Gas Analysis Nostatistically signific nt differences were found between thegroups for hemoglobin and hematocrit after 30 minutes(Table 3) Arterial oxygenation systemic arterial PCO

2

bicarbonate and pH were similar in both groups beforeimplantation and aft r 30 minutes of partial support(Table 3)

4 BioMed Research International

P(lowast)

S

P

S

0

50

100

150

200

250M

icro

sphe

res (

)

Baseline

Right cerebral hemisphere

PS 30min

(a)

P(lowast)

Baseline

SP

S

0

50

100

150

200

250

Mic

rosp

here

s (

)

Left cerebral hemisphere

PS 30min

(b)

Figur e 2 Date are expressed as the mean plusmn standard error of the mean Cerebral blood fl w in the right frontal lobe (a) and left frontal lobe(b) of pigs with a ventricular assist device in both groups sevofl rane (S) and propofol (P) at baseline and after 30 minutes of partial supportStatistically signific nt differences are shown lowast119875 lt 005 versus sevofl rane

P(lowast)

Baseline

SP

S

0

50

100

150

200

250

Mic

rosp

here

s (

)

Right ventricle

PS 30min

(a)

P(lowast)

S

P

S

0

50

100

150

200

250

Mic

rosp

here

s (

)

Baseline

Left entricle

PS 30min

(b)

Figur e 3 Date are expressed as the mean plusmn standard error of the mean Blood fl w in the right ventricle (a) and left ventricle (b) of pigs witha ventricular assist device in both groups sevofl rane (S) and propofol (P) at baseline and after 30 minutes of partial support Statisticallysignific nt differences are shown lowast119875 lt 005 versus sevofl rane

P(lowast)

SP

S

0

50

100

150

200

250

Mic

rosp

here

s (

)

Baseline

Liver

PS 30min

(a)

Baseline

S

P

S

P

0

50

100

150

200

250

Mic

rosp

here

s (

)

Lung

PS 30min

(b)

Figur e 4 Date are expressed as the mean plusmn standard error of the mean Blood flow in the liver (a) and lung (b) of pigs with a ventricular assistdevice in both groups sevoflurane (S) and propofol (P) at baseline and after 30 minutes of partial support Statistically signific nt differencesare shown lowast119875 lt 005 versus sevofl rane

BioMed Research International 5

S P

SP

0

50

100

150

200

250M

icro

sphe

res (

)

Baseline

Kidney

PS 30min

(a)

Baseline

S

P

S

P

0

50

100

150

200

250

Mic

rosp

here

s (

)

Ileum

PS 30min

(b)

Figur e 5 Date are expressed as the mean plusmn standard error of the mean Blood fl w in the kidney (a) and ileum (b) of pigs with a ventricularassist device in both groups sevofl rane (S) and propofol (P) at baseline and after 30 minutes of partial support

4 Discussion

Th results obtained show that compared with propofolanesthesia with sevoflurane increases blood fl w in thebrain liver and heart tissue aft r implantation of an LVADunder conditions of partial support in a porcine model Inaddition increased levels of serum markers of cellular injuryin LVAD were observed with propofol To our knowledgethis is the first study to demonstrate a benefici l effect ofsevofl rane compared with propofol on organ blood flow in aBiomedicus 540 centrifugal pump in a porcine model The efindi gs justify further investigation to determine whethersevoflurane modifie organ blood fl w in clinical settings

Th number of patients diagnosed with advanced heartfailure is increasing worldwide and LVAD is a pivotaltreatment option for end-stage heart failure [21] Becausecomplications in the use of LVAD (multiple organ fail-ure right ventricular failure neurological dysfunction andarrhythmias) have been reported [22 23] anesthesia andperioperative management of these critically compromisedpatients requires extensive monitoring special anestheticmanagement with appropriate drugs and expert postopera-tive care [24 25]

41Effect of Anesthetics on Organ Blood Flow Several studieshave reported changes in organ blood flow in responseto the administration of volatile anesthetics and propofol[11ndash13 26ndash28] although this effect has not been analyzedduring implantation of an LVAD Sevofl rane and propo-fol are frequently used as maintenance anesthetics duringplacement of an LVAD [29] Some authors have associatedreduced cerebral blood fl w with both drugs [12] howeverwe only found greater cerebral blood flow in sevofl rane-anesthetized animals with an LVAD Patients with LVADare associated with neurologic events Th most commoncauses are thromboembolism and hemorrhagic stroke andless frequent causes are ischemia due to low perfusion andair embolism [30] However we are not sure that a higherfl w reduces the occurrence of ischemia due to air embolismAccording to our results sevoflurane could be a good option

to lower the incidence of ischemia due to low perfusion inLVAD-supported patients

Th results of some studies support cardiac and hepaticprotective effects of sevoflurane with respect to propofolaft r coronary artery surgery in humans [14 16] Our resultsalso support the beneficial effect of sevofl rane comparedwith propofol on the heart and liver in LVAD However nodifferences were observed with sevoflurane compared withpropofol for blood fl w in other organs (lung kidney andintestine) The different blood fl w response to sevofluranecould be explained by its dose-dependent effect [26ndash28]

Propofol and sevofl rane are used during cardiac surgeryPropofol exerts cardioprotective effects by different mecha-nisms in the isolated heart it attenuates metabolic changesinduced by exogenously applied hydrogen peroxide [31]reduces infarct size by inhibition of GSK-3120573 activity (propo-fol induces cardiac preconditioning) [32] and attenuatesischemia-reperfusion injury mediated through increase innitric oxide synthase activity and NO production (cardiacfunction and coronary flow are improved with propofol)[33 34] In our study there were no differences in NObetween both groups sevofl rane and propofol Propofolattenuates the changes in myocardial tissue levels of adeninenucleotides and lactate during ischemia reduces troponinI release on reperfusion after cardioplegic arrest in car-diopulmonary bypass in a model porcine [35] and showsantiarrhythmic effect during myocardial ischemia in rats[36] However cardiopulmonary bypass (CPB) is knownto alter the plasma propofol concentrations (hemodilutionhypotension hypothermia isolation of the lungs from thecirculation and possible sequestration of drugs in the bypasscircuit affect drugs plasma concentrations) [37]

Sevoflurane also induces preconditioning and attenu-ates myocardial ischemiareperfusion injury via caveolin-3-dependent cyclooxygenase-2 inhibition AMP-activated pro-tein kinase and antioxidative effects in experimental studies[38ndash40] Clinical studies show that sevoflurane providescardioprotection in patients undergoing coronary arterybypass graft (CABG) [41] and there is some data that showsthat troponin T levels after off- ump CABG were lower in

6 BioMed Research International

Ta ble 1 Markers of tissue injury and nitric oxide in both groups(propofol and sevoflurane) at baseline and 30 minutes after implan-tation of a left ventricular assist device

Propofol119899 = 5

Sevofl rane119899 = 5

119875 values

ALT (UL)Baseline 29 plusmn 2 25 plusmn 2 0221PS 301015840 29 plusmn 2 23 plusmn 2 0048lowast

AST (UL)Baseline 50 plusmn 10 35plusmn 3 0116PS 301015840 94 plusmn 46 44 plusmn 3 0358

Bilirubin (mgdL)Baseline 025 plusmn 006 013plusmn 002 0081PS 301015840 024 plusmn 002 012plusmn 004 0028lowast

GGT (UL)Baseline 63 plusmn 12 55 plusmn 8 0584PS 301015840 62 plusmn 22 47 plusmn 8 0496

AP (UL)Baseline 82 plusmn 8 72 plusmn 8 0428PS 301015840 89 plusmn 12 79 plusmn 7 0507

LDH (UL)Baseline 330 plusmn 19 331plusmn 13 0943PS 301015840 374 plusmn 18 347 plusmn 27 0420

Creatinine (mgdL)Baseline 044 plusmn 003 057 plusmn 006 0085PS 301015840 045 plusmn 003 047 plusmn 003 0596

Urea (mgdL)Baseline 272 plusmn 22 222 plusmn 09 0059PS 301015840 282 plusmn 26 222 plusmn 12 0053

Lactic acidBaseline 15 plusmn 05 11plusmn 02 0453PS 301015840 15plusmn 03 12plusmn 02 0434

NO (120583M)Baseline 418 plusmn 47 691plusmn 47 0056PS 301015840 280 plusmn 92 478 plusmn 92 0270

Data are expressed as the mean plusmn standard error of the mean ALT alaninetransaminase AST aspartate aminotransferase GGT gamma-glutamyltranspeptidase AP alkaline phosphatase (AP) LDH lactate dehydrogenaseNO nitric oxide PS partial support Statistically signific nt differences areshown lowast119875 lt 005 propofol versus sevofl rane

patients receiving sevofl rane compared to propofol [42]In this context cardioprotection by sevoflurane comparedto propofol could also be superior in patients undergoingnoncardiac surgery [43] However troponin T increasedin patients undergoing repair of congenital heart defectwith cardiopulmonary bypass anesthetized with propofol andsevoflurane [44] In our study we did not use cardiopul-monary bypass (there was no ischemiareperfusion) in LVADimplantation

It is known that sevoflurane tends to cause vasodilatationcerebral increases cerebral blood flow (CBF) and decreasescerebrovascular resistance [45] However propofol produces

Ta ble 2 Hemodynamic parameters in both groups (propofol andsevofl rane) at baseline and 30 minutes after implantation of a leftventricular assist device

Propofol119899 = 5

Sevofl rane119899 = 5

119875 values

HR (beatsmin)Baseline 95 plusmn 4 89 plusmn 9 0546PS 301015840 101plusmn 6 101plusmn 6 0964

APm (mmHg)Baseline 70 plusmn 3 65 plusmn 5 0384PS 301015840 65 plusmn 8 74 plusmn 7 0404

PAPm (mmHg)Baseline 23 plusmn 2 25 plusmn 2 0506PS 301015840 27 plusmn 1 33 plusmn 3 0083

CVP (mmHg)Baseline 15 plusmn 1 15 plusmn 1 0856PS 301015840 14plusmn 3 16 plusmn 2 0584

CPP (mmHg)Baseline 18 plusmn 1 18 plusmn 1 0471PS 301015840 15plusmn 05 19 plusmn 1 0052

SVRIBaseline 1583 plusmn 199 1368 plusmn 143 0450PS 301015840 1128 plusmn 173 1433 plusmn 234 0351

PVRIBaseline 171plusmn 65 159 plusmn 32 0877PS 301015840 217 plusmn 37 339 plusmn 85 0269

CO (Lmin)Baseline 24 plusmn 03 3 plusmn 03 0185PS 301015840 25 plusmn 04 31plusmn 04 0347

SvO2 ()Baseline 77 plusmn 4 82 plusmn 3 0429PS 301015840 82 plusmn 1 89 plusmn 3 0150119879 (∘C)

Baseline 351plusmn 02 359 plusmn 03 0080PS 301015840 339 plusmn 04 346 plusmn 04 0332

Data are expressed as the mean plusmn standard error of the mean HRheart rate APm mean arterial blood pressure PAPm pulmonary arterymean pressure CVP central venous pressure CPP pulmonary capillarywedge pressure SVRI systemic vascular resistance index PVRI pulmonaryvascular resistance index CO continuous cardiac output SvO2 mixedvenous oxygen saturation 119879 temperature PS partial support

cerebral vasoconstriction indirectly by reducing cerebralmetabolism and causes a decrease in CBF that is well matchedto cerebral metabolism [46] Regarding why in our studysevoflurane increases CBF Kaisti et al [12] confirmed thatCBF is lower with propofol than with sevoflurane

42 Effe t of Anesthetics on Markers of Tissue Injury Thobjective of a VAD is to maintain adequate organ perfusion[2] However liver dysfunction has been observed despiteadequate hemodynamic support with an LVAD [47] Some

BioMed Research International 7

Ta ble 3 Hematologic parameters and blood gas analysis in bothgroups (propofol and sevoflurane) at baseline and 30 minutes afterimplantation of a left ventricular assist device

Propofol119899 = 5

Sevofl rane119899 = 5

119875 values

pHBaseline 74 plusmn 003 74 plusmn 002 0314PS 301015840 73 plusmn 003 74 plusmn 002 0583

PO2 (mmHg)Baseline 503 plusmn 24 425 plusmn 42 0147PS 301015840 492 plusmn 43 483 plusmn 25 0867

PCO2 (mmHg)Baseline 35 plusmn 2 38 plusmn 2 0428PS 301015840 38 plusmn 3 42 plusmn 3 0322

HCO3minus (mmolL)

Baseline 22 plusmn 1 26 plusmn 1 0073PS 301015840 21plusmn 1 24 plusmn 1 0052

Hb (gdL)Baseline 70 plusmn 01 74 plusmn 04 0337PS 301015840 80 plusmn 05 83 plusmn 07 0730

Hct ()Baseline 197 plusmn 03 219plusmn 12 0148PS 301015840 225plusmn 14 245 plusmn 20 0452

Data are expressed as the mean plusmn standard error of the mean PO2 partialpressure of oxygen PCO2 partial pressure of carbon dioxide HCO3

minusbicarbonate Hb hemoglobin Hcto hematocrit PS partial support

authors have reported hyperbilirubinemia in patients follow-ing implantation of an LVAD by hepatic sinusoid endothelialdysfunction [48] or cardiac congestion [49] In our studytotal bilirubin was higher in propofol-anesthetized animalsthan in sevoflurane-anesthetized animals this finding wasconsistent with reduced blood fl w in the liver and heart withrespect to sevoflurane-anesthetized pigs

Bernard et al [50] found a portal blood fl w decreasedat both 12 and 2 MAC sevoflurane whereas an increase inhepatic arterial blood flow was recorded at 2 MAC Thesefindi gs could explain why sevoflurane increases hepaticblood fl w in our study

43 Benefit of the Results for the Clinics In our study theuse of sevoflurane leads to better outcomes after LVADimplantation by optimizing blood flow in the heart brainand liver Although the necessary time to place an LVADis short the use of volatile anesthetic in cardiac surgerypotentially reduces long-term cardiovascular complicationsand mortality [51] Furthermore intraoperative and post-operative sevoflurane administration in patients undergo-ing off-pump CABG could improve the cardioprotectiveeffect compared with patients who received sevofl rane onlyin the intraoperative period [42] It is possible becausethere is a disposable delivery system (AnaConDa) that isdesigned for halogenated sedation of patients in ICU [42]LVAD biventricular assist device (BIVAD) and extracor-poreal membrane oxygenation (ECMO) are associated with

a high incidence of complications (bleeding and tamponaderequiring reexploration right ventricular failure respiratoryfailure acute respiratory distress syndrome and pulmonaryedema neurologic complications renal and hepatic failureand infection) [5] and patients with complications are likelyto require sedation and mechanical ventilation for a longertime period in ICU [52] The e patients could benefit fromthe sevofl rane eff ct over organs flow not only during theintraoperative but also during the postoperative recoveryperiod in the ICU

44 Study Limitations Th present study is subject to a seriesof limitations First the LVAD is designed to be used inpatients with heart failure therefore our results may notbe directly applicable in clinical practice because we used ahealthy heart as described elsewhere [53 54] Thi limitationshould be addressed in an animal cardiogenic shock modelSecond since we studied the short-term effects of anesthetics(propofol and sevoflurane) in animals with an LVAD thelong-term eff cts of these drugs on organ blood flow warrantfurther investigation Third the effects of inhaled anesthetics[26ndash28 55] and the intravenous anesthesia (propofol opi-oids) [56 57] may be dose-dependent Th concentration ofsevoflurane we used represents approximately 1 minimumalveolar concentration which is similar to the concentrationused in other studies that show benefici l effects in a model ofischemia-reperfusion aft r thoracic-aortic occlusion in pigs[58]

We found that sevofl rane could be superior to propofolwith respect to blood fl w in the brain liver and hearttissue in a porcine model with LVAD These findings mayhave signific nt clinical implications for anesthesiologistsregarding the choice of sevoflurane in patients with an LVAD

Conflict of Interests

The authors declare that there is no conflict of interestsregarding the publication of this paper

Acknowledgment

This work was supported by FIS (PI081480)

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  • Tesis Paloma Morillas Sendiacuten
    • Portada
    • AGRADECIMIENTOS
    • LISTA DE ABREVIATURAS
    • IacuteNDICE
    • Resumen y Abstract
      • Abstract
        • 1 Introduccioacuten
        • 2 Hipoacutetesis y Objetivos
        • 3 Material y Meacutetodo
        • 4 Resultados
        • 5 Discusioacuten
        • 6 Conclusiones
        • Bibliografiacutea
        • Iacutendice de Figuras y Tablas
        • ANEXO
Page 5: UNIVERSIDAD COMPLUTENSE DE MADRIDinflamatorias y redox (proteína de choque térmico 70, C3a, factor de necrosis tumoral, óxido nítrico). Discusión: En este trabajo hemos tratado

A mis padres

Procuremos agradar e instruir nunca asombrar

Santiago Ramoacuten y Cajal

13 Agradecimientos13

13 13 13

5

AGRADECIMIENTOS

Deseo expresar mi maacutes carintildeoso agradecimiento

A la Prof Begontildea Quintana Villamandos por ser el alma del proyecto por su

confianza en miacute para realizar este trabajo junto con su permanente e inmensa

dedicacioacuten

A la Prof Mariacutea Jesuacutes Delgado Martos por su inestimable ayuda teacutecnica y

soporte

Al Prof Emilio Delgado Baeza por una vida dedicada a la investigacioacuten y por

su intenso afaacuten por transmitir sus conocimientos

Al Prof Juan Francisco del Cantildeizo investigador docente e inventor de

dispositivos de asistencia mecaacutenica circulatoria por transmitir motivacioacuten e

ilusioacuten en esta liacutenea de investigacioacuten

A mis compantildeeros de investigacioacuten adjuntos y residentes del Servicio de

Anestesiologiacutea y del de Cirugiacutea Cardiacuteaca a los miembros del Departamento de

Cirugiacutea Experimental del Hospital General Universitario Gregorio Marantildeoacuten sin

los cuales este trabajo no hubiera sido posible

A mis amigos que han estado apoyaacutendome en los momentos maacutes difiacuteciles y

decisivos

13 Agradecimientos13

13 13 13

6

A mis padres por su constante estiacutemulo y fuerza para enfrentarme a los

proyectos a mis abuelos por sus buenos consejos y a mis hermanos Ignacio y

Cristina

A Luciano por su paciencia y apoyo por el tiempo que me ha concedido Sin

su apoyo este trabajo nunca se hubiera escrito

A todos muchas gracias

13 Lista13 de13 Abreviaturas13

13 13 13

7

LISTA DE ABREVIATURAS

AAs Momento antes de iniciar la asistencia

Abs Absorbancia

ACCAHA Colegio Americano de Cardiologiacutea y Asociacioacuten de Cardiologiacutea

Americana

ALT Alanina aminotransferasa

AST Aspartato aminotrasnferasa

AMC Asistencia mecaacutenica circulatoria

AP 30acute Momento transcurridos 30 minutos de asistencia parcial de AMC

AVM Asistencia ventricular mecaacutenica

C3a Complemento C3 activado

CAM Concentracioacuten alveolar miacutenima

CAP Cateacuteter de arteria pulmonar o Swan-Ganz

CO Monoacutexido de carbono

DAV Dispositivo de asistencia ventricular

ECMO Oxigenador de membrana extracorpoacuterea

eNOS Oacutexido niacutetrico sintasa endotelial

FA Fraccioacuten alveolar

FA Fosfatasa alcalina

FC Frecuencia cardiaca

FEVI Fraccioacuten de eyeccioacuten del ventriacuteculo izquierdo

FI Fraccioacuten inspiratoria

Fig Figura

FSC Flujo sanguiacuteneo cerebral

FSCr Flujo sanguiacuteneo cerebral regional

GC Gasto cardiaco

13 Lista13 de13 Abreviaturas13

13 13 13

8

GGT gamma-guamil-transpeptidasa

Hb Hemoglobina

Hcto Hematocrito

Hsp Heat shock protein (proteiacutena de choque teacutermico)

HGUGM Hospital General Universitario Gregorio Marantildeoacuten

IC Insuficiencia cardiaca

Ic Iacutendice cardiaco

IL Interleukinas

im Intramuscular

iNOS Oacutexido niacutetrico sintasa inducible

IRVS Iacutendice de resistencias vasculares sisteacutemicas

ITSVD Iacutendice de trabajo sistoacutelico del ventriacuteculo derecho

ITSVI Iacutendice de trabajo sistoacutelico del ventriacuteculo izquierdo

iv intravenoso

IVS Iacutendice de volumen sistoacutelico

LDH lactato deshidrogenasa

LPO Lipoperoxidasa

LVAD Dispositivo de asistencia mecaacutenica de ventriacuteculo izquierdo

MDA Malondihaldeiacutedo

ME Microesferas

MPO Mieloperoxidasa

NADPH Nicotinamida adenina dinucleoacutetido fosfato

nNOS Oacutexido niacutetrico sintasa neuronal

NO Oacutexido niacutetrico

NOS Oacutexido niacutetrico sintasa o sintetasa

PA Presioacuten arterial

PaCO2 Presioacuten arterial de dioacutexido de carbono

13 Lista13 de13 Abreviaturas13

13 13 13

9

PAD Presioacuten arterial diastoacutelica

PAm Presioacuten arterial media

PaO2 Presioacuten arterial de oxiacutegeno

PAP Presioacuten arteria pulmonar

PAPD Presioacuten arterial pulmonar diastoacutelica

PAPm Presioacuten arterial pulmonar media

PAPS Presioacuten arterial pulmonar sistoacutelica

PAS Presioacuten arterial sistoacutelica

PCP Presioacuten capilar pulmonar

PCR Proteiacutena C-reactiva

PIC Presioacuten intracraneal

PNC Peacuteptido natriureacutetico cerebral

PROP Grupo propofol

PVC Presioacuten venosa central

Qp Flujo sanguiacuteneo pulmonar

Qs Flujo sanguiacuteneo sisteacutemico

RCV Resistencia cerebrovascular

RCV Resistencia cerebrovascular

RCVr Resistencia cerebrovascular regional

RD Real Decreto

RLO Radicales libres de oxiacutegeno

rMTT o TMTr Traacutensito cerebral vascular regional

RNS Especies reactivas de nitroacutegeno

ROS Especies reactivas de oxiacutegeno

RVP Resistencias vasculares pulmonares

RVS Resistencias vasculares sisteacutemicas

SEM Error estaacutendar de la media

13 Lista13 de13 Abreviaturas13

13 13 13

10

SEVO Grupo Sevoflurano

SvO2 Saturacioacuten venosa de oxiacutegeno

Tordf Temperatura

TMTr o rMTT Traacutensito cerebral vascular regional

TNF Factor de necrosis tumoral

UCI Unidad cuidados intensivos

VI Ventriacuteculo izquierdo

VS Volumen sistoacutelico

VSC Volumen sistoacutelico cerebral

VSCr Volumen sistoacutelico cerebral regional

13 Iacutendice13

13 13 13

11

IacuteNDICE

Paacuteg

RESUMEN Y ABSTRACT

1- INTRODUCCIOacuteN

14

28

11 FAacuteRMACOS ANESTEacuteSICOS PROPOFOL Y SEVOFLURANO 29

111 Propiedades 29

112 Faacutermacos hipnoacuteticos y cirugiacutea cardiovascular 37

113 Efecto de los anesteacutesicos sobre el flujo de los oacuterganos 41

114 Efecto de los anesteacutesicos sobre los biomarcadores de

respuesta inflamatoria y oacutexido niacutetrico

41

12 ASISTENCIA MECAacuteNICA CIRCULATORIA 44

121 Concepto de asistencia mecaacutenica circulatoria 44

122 Clasificacioacuten y principales dispositivos 51

123 Asistencia mecaacutenica circulatoria parcial y total 60

124 Asistencia mecaacutenica circulatoria y flujo de los oacuterganos 61

125 Asistencia mecaacutenica circulatoria y respuesta inflamatoria 62

13 JUSTIFICACIOacuteN 71

2- HIPOacuteTESIS Y OBJETIVOS 73

21 HIPOacuteTESIS 74

22 OBJETIVOS 74

23 PLANTEAMIENTO 75

13 Iacutendice13

13 13 13

12

3- MATERIAL Y MEacuteTODO 77

31 MATERIAL

78

311- Animal de experimentacioacuten 78

312- Quiroacutefano e instalaciones 79

313- Material anesteacutesico 80

314- Dispositivo de asistencia ventricular Bomba Biomeacutedicus 82

315- Marcadores del flujo de los oacuterganos 87

316- Marcadores de respuesta inflamatoria 90

317- Marcador de estreacutes oxidativo 90

32 MEacuteTODO

91

321- Tipo de estudio 91

322- Meacutetodo anesteacutesico 91

323- Meacutetodo quiruacutergico 93

324- Meacutetodo del estudio del flujo de los oacuterganos 97

325- Meacutetodo del estudio de marcadores de dantildeo tisular 103

326- Meacutetodo del estudio de respuesta inflamatoria 104

327- Meacutetodo del estudio de estreacutes oxidativo 106

328- Desarrollo de las experiencias 107

329- Meacutetodo estadiacutestico 108

13 Iacutendice13

13 13 13

13

4- RESULTADOS 111

41 Efecto del propofol y sevoflurano sobre las variables

hemodinaacutemicas

113

42 Efecto del propofol y sevoflurano sobre las variables de la

gasometriacutea arterial y hematoloacutegicas

117

43 Efecto del propofol y sevoflurano sobre las variables

bioquiacutemicas marcadores de dantildeo tisular

119

44 Efecto del propofol y sevoflurano sobre la respuesta

inflamatoria y estreacutes oxidativo

121

45 Efecto del propofol y sevoflurano sobre las microesferas 122

5- DISCUSIOacuteN 132

6- CONCLUSIONES 147

7- BIBLIOGRAFIacuteA 149

8- IacuteNDICE DE FIGURAS Y TABLAS 187

9- ANEXO 192

14

RESUMEN y ABSTRACT

13 Resumen13 y13 Abstract13

13 13 13

15

Introduccioacuten Los dispositivos de asistencia mecaacutenica circulatoria

(AMC) son una opcioacuten terapeacuteutica prometedora para los pacientes con

insuficiencia cardiacuteaca avanzada Pueden actuar como puente al trasplante

como terapia de destino para los pacientes con contraindicaciones para el

trasplante o como un puente hacia un futuro de recuperacioacuten En las uacuteltimas

deacutecadas las AMC se han utilizado cada vez maacutes en los pacientes con

insuficiencia cardiacuteaca terminal ya que el trasplante cardiaco estaacute limitado por

una falta de donantes El principal objetivo de una AMC es mantener la

perfusioacuten de los oacuterganos vitales Para mejorar la salida cliacutenica de la AMC es

necesario optimizar las condiciones perioperatorias (AMC de flujo continuo

monitores hemodinaacutemicos y los faacutermacos anesteacutesicos) en la implantacioacuten de

estos dispositivos Aunque varios estudios muestran los efectos de la AMC en

el flujo de los oacuterganos (corazoacuten cerebro hiacutegado y rintildeoacuten) el efecto de los

anesteacutesicos en el flujo de los oacuterganos en pacientes con una AMC no ha sido

analizado hasta la fecha

Hipoacutetesis y Objetivos Dados los efectos beneficiosos de los

anesteacutesicos volaacutetiles (sevoflurano) en comparacioacuten con la anestesia

intravenosa (propofol) sobre el flujo de los oacuterganos durante la cirugiacutea

cardiovascular la hipoacutetesis que planteamos en este trabajo es que el

sevoflurano en comparacioacuten con el propofol podriacutea aumentar el flujo

sanguiacuteneo de los oacuterganos en pacientes con una AMC izquierda El objetivo

principal de este estudio fue evaluar el efecto del sevoflurano y propofol en el

flujo de los oacuterganos en un dispositivo de AMC de flujo continuo Los objetivos

13 Resumen13 y13 Abstract13

13 13 13

16

secundarios fueron el estudio de los efectos del sevoflurano y del propofol en

los paraacutemetros hemodinaacutemicos gasomeacutetricos y hematoloacutegicos en los

marcadores plasmaacuteticos de dantildeo tisular y en los marcadores plasmaacuteticos de

respuesta inflamatoria y estreacutes oxidativo en un dispositivo de AMC de flujo

continuo

Material y Meacutetodo Diez cerdos fueron divididos en 2 grupos (5 por

grupo) de acuerdo con la anestesia recibida (sevoflurano o propofol) Se

implantoacute una bomba centriacutefuga Biomeacutedicus El flujo sanguiacuteneo de los oacuterganos

(medido mediante el meacutetodo de microesferas de colores)los marcadores de

lesioacuten tisular respuesta inflamatoria y la regulacioacuten redox las variables de la

gasometriacutea arterial hematoloacutegicas y hemodinaacutemicas fueron evaluados al inicio

del estudio (antes del clampaje lateral de la aorta) antes de asistencia (bomba

AMC apagada) y tras 30 minutos de la asistencia parcial

Resultados El flujo sanguiacuteneo fue significativamente mayor en el

cerebro corazoacuten e hiacutegado despueacutes de 30 minutos de asistencia parcial en el

grupo sevoflurano aunque no se registraron diferencias significativas en los

pulmones los rintildeones o el intestino Los niveles seacutericos de alanina

aminotransferasa y bilirrubina total fueron significativamente maacutes altos despueacutes

de 30 minutos de asistencia parcial en el grupo propofol aunque no se

detectaron diferencias significativas entre los grupos en otros paraacutemetros de la

funcioacuten hepaacutetica ni renal Los paraacutemetros hemodinaacutemicos fueron similares en

13 Resumen13 y13 Abstract13

13 13 13

17

ambos grupos No se encontraron diferencias significativas en los paraacutemetros

hematoloacutegicos y anaacutelisis de gases en sangre en las variables de regulacioacuten

inflamatorias y redox (proteiacutena de choque teacutermico 70 C3a factor de necrosis

tumoral oacutexido niacutetrico)

Discusioacuten En este trabajo hemos tratado de dilucidar la importancia de

la optimizacioacuten de los faacutermacos anesteacutesicos (propofol versus sevoflurano) en

los dispositivos de AMC y proponer el protocolo maacutes oacuteptimo en cuanto al flujo

de los oacuterganos la respuesta inflamatoria y el estreacutes oxidativo Consideramos

necesario este estudio ya que en la praacutectica cliacutenica habitual durante las cirugiacuteas

en las que se lleva a cabo el implante de los dispositivos de AMC el

mantenimiento anesteacutesico se realiza con estos faacutermacos (sevoflurano propofol)

y posteriormente los pacientes pueden permanecer sedados en las unidades

de cuidados especiales a la espera de un corazoacuten o a la espera de la

recuperacioacuten del ventriacuteculo nativo

En nuestro estudio no hemos encontrado diferencias en las variables

hemodinaacutemicas entre los dos grupos (sevoflurano y propofol) en AMC sin

embargo en la literatura encontramos estudios que muestran la disminucioacuten en

la presioacuten arterial y en la frecuencia cardiaca asociada al propofol en la

induccioacuten anesteacutesica

Se han realizado diferentes estudios para evaluar los efectos de los

faacutermacos anesteacutesicos sobre el metabolismo y el flujo sanguiacuteneo en el cerebro

Los resultados son sin embargo en parte contradictorios En nuestro trabajo el

13 Resumen13 y13 Abstract13

13 13 13

18

sevoflurano mostroacute un mayor flujo sanguiacuteneo cerebral que el propofol tras la

implantacioacuten de una AMC Este aumento podriacutea deberse a la vasodilatacioacuten

cerebral producida por los anesteacutesicos volaacutetiles no observada con el propofol

De hecho el propofol produce vasoconstriccioacuten cerebral indirectamente al

disminuir el metabolismo cerebral y disminuye la presioacuten intracraneal en

modelos animales El sevoflurano tiene un efecto vasodilatador intriacutenseco

dosis-dependiente sin aumentar la presioacuten intracraneal Las complicaciones

neuroloacutegicas en los pacientes portadores de AMC estaacuten asociadas a una alta

morbilidad y mortalidad siendo su incidencia entre el 2 y el 48 El

tromboembolismo y el accidente cerebro vascular hemorraacutegico son las

complicaciones neuroloacutegicas maacutes frecuentes siendo la isquemia cerebral por

hipoperfusioacuten y el embolismo seacuteptico y aeacutereo menos frecuentes El mayor flujo

sanguiacuteneo cerebral con el sevoflurano observado en nuestro estudio podriacutea

sugerir su indicacioacuten en pacientes con AMC ya que la isquemia cerebral

causada por baja perfusioacuten es una complicacioacuten neuroloacutegica asociada a estos

dispositivos

En nuestro trabajo el sevoflurano mostroacute un mayor flujo sanguiacuteneo en el

corazoacuten que el propofol tras la implantacioacuten de una AMC El sevoflurano y el

propofol son faacutermacos empleados en la praacutectica cliacutenica habitual en la cirugiacutea

cardiaca En la literatura encontramos trabajos que muestran el efecto

cardioprotector del sevoflurano en la cirugiacutea cardiaca en humanos Los

anesteacutesicos volaacutetiles han demostrado directa o indirectamente mejorar el

precondicionamiento isqueacutemico lo que resulta en la cardioproteccioacuten frente al

infarto de miocardio y disfuncioacuten miocaacuterdica irreversible El propofol tambieacuten ha

demostrado cierto efecto cardioprotector en corazones aislados de rata

13 Resumen13 y13 Abstract13

13 13 13

19

disminuyendo la lesioacuten por isquemia-reperfusioacuten (mejorando la funcioacuten cardiaca

y el flujo coronario) mediante un aumento de la oacutexido niacutetrico sintasa y la

produccioacuten de oacutexido niacutetrico En nuestro trabajo los niveles de oacutexido niacutetrico en

plasma fueron similares en ambos protocolos anesteacutesicos (sevoflurano y

propofol)

En nuestro trabajo el sevoflurano mostroacute un mayor flujo sanguiacuteneo en el

hiacutegado que el propofol tras la implantacioacuten de una AMC Estos hallazgos

podriacutean estar relacionados con el aumento del flujo sanguiacuteneo hepaacutetico

encontrado en el grupo del sevoflurano en nuestro trabajo En la literatura

encontramos trabajos que muestran el efecto protector hepaacutetico del

sevoflurano La liberacioacuten de enzimas intracelulares y su deteccioacuten en

muestras de sangre circulante es un meacutetodo aceptado para detectar dantildeo

tisular La lactato deshidrogenasa se encuentra en el citoplasma de diversos

tipos de ceacutelulas y se puede considerar un indicador no especiacutefico de dantildeo

tisular La alanina y la aspartato aminotransferasas son marcadores de dantildeo

hepaacutetico y se han correlacionado con dantildeo histoloacutegico hepaacutetico Ademaacutes la

aspartato aminotransferasa es un enzima intestinal de la seromucosa y se

libera durante la lesioacuten de isquemia-reperfusioacuten intestinal En nuestro trabajo no

hemos encontrado diferencias entre los dos grupos en los valores de las

transaminasas aspartato aminotransferasa y gamma-glutamil-transpeptidasa

fosfatasa alcalina lactato deshidrogenasa creatinina y aacutecido laacutectico Sin

embargo siacute hemos encontrado un descenso del marcador de dantildeo hepaacutetico

(alanina aminotransferasa) en el grupo del sevoflurano con respecto al del

propofol Esto podriacutea estar relacionado con el aumento del flujo hepaacutetico

encontrado en el grupo del sevoflurano

13 Resumen13 y13 Abstract13

13 13 13

20

Es comuacuten la hiperbilirrubinemia en los pacientes tras de la implantacioacuten

de una AMC por disfuncioacuten endotelial del sinusoide hepaacutetico o por la

congestioacuten cardiaca En nuestro trabajo la bilirrubina total fue mayor en los

animales anestesiados con propofol (a los 30minutos de asistencia parcial) con

respecto al grupo del sevoflurano Este hallazgo podriacutea estar relacionado con la

reduccioacuten del flujo sanguiacuteneo en el hiacutegado y el corazoacuten en el grupo del

propofol con respecto a los cerdos anestesiados con sevoflurano

Limitaciones Al analizar nuestro trabajo experimental hemos

encontrado una serie de limitaciones En primer lugar la AMC estaacute disentildeada

para ser utilizada en los pacientes con insuficiencia cardiacuteaca por lo tanto

nuestros resultados no pueden ser directamente aplicables a la praacutectica cliacutenica

ya que nuestro trabajo se ha realizado con animales sanos En segundo lugar

hemos estudiado los efectos a corto plazo de los anesteacutesicos (propofol y

sevoflurano) en animales con una AMC por lo que seriacutea importante realizar

estudios que evaluacuteen si estas diferencias se mantienen en el tiempo En tercer

lugar tanto en los modelos animales como en la praacutectica cliacutenica los efectos de

los anesteacutesicos inhalados sobre el flujo sanguiacuteneo de los oacuterganos pueden ser

dependientes de la dosis administrada Seraacuten por tanto necesarios nuevos

estudios para evaluar la relacioacuten dosis-dependencia y buscar un umbral de

mejora del flujo sanguiacuteneo a nivel orgaacutenico No podemos olvidar la necesidad

de los ensayos cliacutenicos aleatorizados que confirmen en humanos los resultados

obtenidos en este trabajo y que muestren su repercusioacuten cliacutenica

13 Resumen13 y13 Abstract13

13 13 13

21

Conclusiones El sevoflurano muestra con respecto al propofol un

aumento del flujo sanguiacuteneo en el cerebro corazoacuten e hiacutegado en un dispositivo

de AMC de flujo continuo en un modelo porcino Sin embargo no hemos

encontrado diferencias en el flujo sanguiacuteneo del pulmoacuten rintildeoacuten e intestino No

hemos encontrado diferencias significativas en las variables hemodinaacutemicas

de gasometriacutea arterial y hematoloacutegicas entre los dos grupos en los marcadores

plasmaacuteticos de respuesta inflamatoria y estreacutes oxidativo y en los marcadores

plasmaacuteticos de dantildeo tisular en un dispositivo de AMC Este es el primer estudio

que demuestra un efecto beneficioso del sevoflurano en comparacioacuten con el

propofol sobre el flujo sanguiacuteneo en el corazoacuten hiacutegado y cerebro en una

bomba centriacutefuga Biomeacutedicus 540 en un modelo porcino

13 Resumen13 y13 Abstract13

13 13 13

22

Introduction Ventricular assist devices (VAD) are a promising

therapeutic option for patients with advanced heart failure VAD can act as a

bridge to transplantation as a destination therapy for patients with

contraindications to transplantation or as a bridge to a future recovery In the

last few decades VADs have been increasingly used in patients with end-stage

heart failure because heart transplantation is limited by a marked lack of

donors The main purpose of a VAD is to maintain perfusion of vital organs To

improve the clinical output of the VAD it is necessary to optimize perioperative

conditions (continuous-flow VAD hemodynamic monitors and anesthetic

drugs) Although several studies show the effects of the VAD on organ blood

flow (heart brain liver and kidney) the effect of anesthetics on organ blood

flow in patients with a VAD has not been analyzed to date Several studies have

reported data on the response of organ blood flow to the administration of

various anesthetics although this effect remains unclear for VAD

Hypothesis and Objectives Given the beneficial effects of volatile

anesthetics (sevoflurane) compared with intravenous anesthesia (propofol) on

organ blood flow during cardiovascular surgery we hypothesized that

compared with propofol sevoflurane would increase organ blood flow in

patients with a VAD The main objective of this study was to assess the effect of

sevoflurane and propofol in on organ blood flow in a porcine model with a VAD

Other objectives were to study the effects of sevoflurane and propofol on

hemodynamic parameters blood gas and hematologic on plasma markers of

tissue damage and on plasma markers of inflammatory response and oxidative

13 Resumen13 y13 Abstract13

13 13 13

23

stress in a porcine model with a VAD

Matherial and Methods Ten healthy minipigs were divided into 2

groups (5 per group) according to the anesthetic received (sevoflurane or

propofol) A Biomedicus centrifugal pump was implanted Organ blood flow

(measured using colored microspheres) markers of tissue injury inflammatory

response and redox regulation gasometric hematologic and hemodynamic

parameters were assessed at baseline (before lateral clamping of the aorta)

before assistance (pump off) and after 30 minutes of partial support

Results Blood flow was significantly higher in the brain heart and liver

after 30 minutes in the sevoflurane group although no significant differences

were recorded for the lung kidneys or gut Serum levels of alanine

aminotransferase and total bilirubin were significantly higher after 30 minutes in

the propofol group although no significant differences were detected between

the groups for other parameters of liver and kidney function The hemodynamic

parameters were similar in both groups No significant differences were found in

hematologic and blood gas analysis parameters neither in inflammatory and

redox regulation parameters (Heat Shock Protein 70 C3a tumour necrosis

factor nitric oxide)

13 Resumen13 y13 Abstract13

13 13 13

24

Discussion In this study we have tried to elucidate the importance of

optimization of anesthetic drugs (propofol versus sevoflurane) in VAD and

propose the best protocol for organ flow inflammatory response and oxidative

stress We consider this study necessary since in routine clinical practice

surgeries with a VAD implant the anesthetic maintenance is performed with

these drugs (sevoflurane propofol) and afterwards sedated patients can

remain in special units for heart care or waiting for recovery of the native

ventricle

In our study we found no differences in hemodynamic variables between

the two groups (sevoflurane and propofol) in VAD however in the literature

there are studies showing a decrease in blood pressure and heart rate

associated with propofol anesthetic induction

Several studies have been made to evaluate the effects of anesthetic

drugs on metabolism and cerebral blood flow The results are however

partially contradictory In our study sevoflurane showed increased cerebral

blood flow compared to propofol after implantation of a VAD This increase of

cerebral blood flow may be due to cerebral vasodilation produced by volatile

anesthetics but not with propofol In fact propofol produces cerebral

vasocronstriction indirectly by decreasing cerebral metabolism and lowers

intracranial pressure in dogs Sevoflurane has intrinsic vasodilatory dose-

dependent effect without increasing intracranial pressure Neurological

complications in patients with VAD are associated with high morbidity and

mortality with an incidence between 2 and 48 Thromboembolism and

hemorrhagic stroke are the most common neurological complications while

13 Resumen13 y13 Abstract13

13 13 13

25

cerebral ischemia hypoperfusion and septic and air embolism are less frequent

The increased cerebral blood flow with sevoflurane we observed in our study

may suggest its indication in patients with VAD since cerebral ischemia caused

by low perfusion is a neurological complication associated with these devices

In our study sevoflurane showed higher blood flow in the heart that

propofol after implantation of VAD Sevoflurane and propofol are drugs used in

clinical practice in cardiac surgery We find papers in the literature showing the

cardioprotective effect of sevoflurane in cardiac surgery in humans Volatile

anesthetics have proven to enhance directly or indirectly ischemic

preconditioning resulting in cardioprotection against irreversible myocardial

infarction and myocardial dysfunction Propofol has also demonstrated a

cardioprotective effect in isolated rat hearts reducing ischemia-reperfusion

(cardiac function and improving coronary flow) by increasing nitric oxide

synthase and nitric oxide production In our study nitric oxide levels in plasma

were similar in both protocols anesthetics (sevoflurane and propofol)

In our study sevoflurane showed higher blood flow in the liver that

propofol after implantation of VAD These findings may be related to increased

hepatic blood flow found in the group of sevoflurane in our work We find

studies in the literature showing the liver protective effect of sevoflurane The

release of intracellular enzymes and its detection in samples of circulating blood

is an accepted method for detecting tissue damage Lactate deshydrogenase is

found in the cytoplasm of many types of cells and can be considered a non-

specific indicator of tissue damage Aspartate and alanine aminotransferases

are markers of liver damage and have been correlated with histological liver

13 Resumen13 y13 Abstract13

13 13 13

26

damage In addition the aspartate aminotransferase is an intestinal enzyme

effusion and is released during ischemia-reperfusion intestinal In our study we

found no differences between the two groups in the values of transaminases

aspartate aminotransferase and gamma-glutamyl transpeptidase alkaline

phosphatase lactate deshydrogenase creatinine and lactic acid However we

did find a decrease in the marker of liver damage (alanine aminotransferase) in

the group of sevoflurane as compared to propofol This could be related to

increased hepatic blood flow found in sevoflurane group

Hyperbilirubinemia is common in patients after implantation of VAD due

to liver sinusoidal endothelial dysfunction or heart congestion In our study total

bilirubin was higher in the anesthetized propofol group (after 30 minutes of

partial assistance) compared to sevoflurane group animals This finding could

have a relationship with reduced liver and heart blood flow in the propofol

group when compared to pigs anesthetized with sevoflurane

Limitations When analyzing our experimental study we have found a

number of limitations First the VAD is designed to be used in patients with

heart failure therefore our results may not be directly applicable to clinical

practice since we used healthy animals Secondly we studied the short-term

effects of anesthetic (propofol and sevoflurane) in animals with VAD so it would

be important to perform studies to assess whether these differences persist

over time Third both in animal models and in clinical practice the effects of

inhaled anesthetics on organ blood flow may be dependent on the administered

dose Further studies will therefore be needed to evaluate the dose-dependent

13 Resumen13 y13 Abstract13

13 13 13

27

relationship and look for a threshold of improved organ blood flow There is also

a need for randomized clinical trials to confirm the results in humans and to

show their clinical impact

Conclusions We have demonstrated that as compared to propofol

sevoflurane increases blood flow in the brain liver and heart after implantation

of a continuous-flow VAD in a porcine model However we found no differences

in blood flow in the lung kidney and gut We did not find significant differences

in hemodynamic variables blood and hematologic gases between the two

groups neither on plasma markers of inflammatory response and oxidative

stress nor on plasma markers of tissue injury in a VAD To our knowledge this

is the first study to demonstrate a beneficial effect of sevoflurane as compared

to propofol on organ blood flow in a Biomedicus 540 centrifugal pump in a

porcine model

28

1- INTRODUCCIOacuteN

13 Introduccioacuten13

13 13 13

29

11 FAacuteRMACOS ANESTEacuteSICOS PROPOFOL Y SEVOFLURANO

111 Propiedades

PROPOFOL

Historia

El propofol es el resultado de las investigaciones llevadas a cabo a

principios de los antildeos setenta en torno a los derivados alquilos del grupo fenol

que habiacutean demostrado una actividad hipnoacutetica en animales 1 Posteriormente

se descubrioacute el 26 di-isopropil-fenol La primera publicacioacuten que muestra la

utilizacioacuten del propofol como agente de induccioacuten en los humanos data de

19772 Sin embargo fueron descritas reacciones anafilactoides debidas al

disolvente (Cremophor EL) por lo que fue necesario adecuar de nuevo la

moleacutecula en una emulsioacuten lipiacutedica (1983) 1

Caracteriacutesticas farmacocineacuteticas y farmacodinamias

El propofol es el 26-di-isopropil-fenol su peso molecular es de 178 El

propofol puro se presenta bajo la forma de un liacutequido claro o discretamente

amarillo pajizo muy poco soluble en agua (coeficiente octanolagua de 15 para

un pH=74) y con un pKa en el agua de 11 Su disolvente es una emulsioacuten

lipiacutedica a base de aceite de soja de fosfaacutetidos de huevo y de glicerol (aceite de

soja al 10) El propofol es ioacutenico posee un pH neutro debe ser almacenado

13 Introduccioacuten13

13 13 13

30

entre 2 y 25ordmC y estaacute estrechamente ligado a proteiacutenas humanas (97-98) Su

metabolismo es raacutepido por glucuronoconjugacioacuten y sulfoconjugacioacuten hepaacuteticas

Los productos de degradacioacuten son solubles en agua y excretados por el rintildeoacuten

(maacutes del 88 de la dosis inyectada) siendo menos del 1 de la dosis

eliminado sin metabolizar en la orina y el 2 en las heces El volumen del

compartimento central (V1) es del orden de 15 a 20 litros y el volumen de

distribucioacuten entre 150 y 170 El aclaramiento metaboacutelico es muy elevado (25-35

mLKgmin)

La farmacocineacutetica del propofol obedece a un modelo tri-

compartimental 3 Administrado en perfusioacuten continua y con las dosis

habitualmente utilizadas es lineal la meseta de concentracioacuten media es

proporcional al flujo de la perfusioacuten La concentracioacuten media tras dos horas de

perfusioacuten continua es alrededor del 85 del valor de equilibrio Existe un

intervalo para obtener un equilibrio entre las concentraciones sanguiacuteneas y las

cerebrales denominaacutendose histeacuteresis y se resume mediante el paraacutemetro

farmacocineacutetico T12ke0 (29 min) Asiacute tras una inyeccioacuten mediante bolo

intravenoso el pico de la curva del efecto cerebral se observa entre el segundo

y el tercer minuto 1

La edad es el principal factor de variacioacuten de la farmacocineacutetica del

propofol 4 sin embargo los paraacutemetros farmacodinaacutemicos no parecen

diferentes de los del adulto joven 5

13 Introduccioacuten13

13 13 13

31

SEVOFLURANO

Anesteacutesicos inhalatorios

Inicialmente los anesteacutesicos volaacutetiles se componiacutean de gases

inflamables entre los cuales se incluiacutea el dietil-eacuteter y el ciclopropano 6 sin

embargo los avances en la quiacutemica del fluacuteor y las sustituciones posteriores de

eacuteste por otros halogenados en la moleacutecula del eacuteter redujeron su punto de

ebullicioacuten incrementaron la estabilidad redujeron la inflamabilidad y en

general disminuyeron la toxicidad 6

Los agentes halogenados son hidrocarburos cuyas moleacuteculas se han

sustituido en parte y en grados diversos por un aacutetomo haloacutegeno (bromo cloro y

fluacuteor) La naturaleza el nuacutemero y la posicioacuten de este haloacutegeno condicionan las

propiedades farmacocineacuteticas los efectos y la toxicidad de dichos agentes

(figura (fig) 1) En su globalidad los agentes halogenados y sobre todo los

maacutes recientes se caracterizan por un alto iacutendice terapeacuteutico asociado a una

toxicidad baja La inyeccioacuten directa de estos agentes en ciertos circuitos de

anestesia permite ademaacutes de medir de forma continuada sus concentraciones

alveolares realizar una anestesia por inhalacioacuten con un objetivo de

concentracioacuten medida como en el caso de los agentes intravenosos Su raacutepida

eliminacioacuten por viacutea respiratoria y la baja solubilidad de los agentes maacutes

recientes permite una adaptacioacuten raacutepida del nivel de anestesia durante el

mantenimiento anesteacutesico asiacute como una recuperacioacuten raacutepida y predecible con

independencia de la duracioacuten 7

13 Introduccioacuten13

13 13 13

32

En la praacutectica cliacutenica las propiedades fisicoquiacutemicas vienen

determinadas por el agente anesteacutesico mientras que el anestesioacutelogo controla

la concentracioacuten inspirada del gas y la ventilacioacuten alveolar 8

A Halotano

B Enflurano

C Isoflurano

D Sevoflurano

E Desflurano

Figura 1 Estructura quiacutemica de los agentes halogenados

Historia del Sevoflurano

El sevoflurano fue descrito por primera vez en 1972 9 10 pero su uso

cliacutenico en Japoacuten no fue hasta 1990 1995 en Alemania y 1996 en EEUU

Quiacutemicamente es un compuesto metil-isopropil-eacuteter polifluorado compuesto

por siete aacutetomos de fluacuteor Es estable a temperatura ambiente tiene un punto de

ebullicioacuten de 586 ordmC y su presioacuten vapor es de 157 mmHg por lo que se puede

administrar con vaporizadores convencionales 11

Caracteriacutesticas

El sevoflurano es un liacutequido volaacutetil incoloro y no inflamable con un leve

olor caracteriacutestico semejante al del eacuteter 12 A diferencia del desflurano no es

irritativo de las viacuteas aeacutereas y su induccioacuten inhalatoria se realiza de forma raacutepida

y sencilla 13

13 Introduccioacuten13

13 13 13

33

Concentracioacuten fraccional de anesteacutesico alveolar

La captacioacuten de anesteacutesico se evaluacutea mediante la relacioacuten entre la

concentracioacuten fraccional de anesteacutesico alveolar (FA) y anesteacutesico inspirado (FI)

seguida en el tiempo El factor maacutes importante en la velocidad de incremento

FAFI es FA debido a la gran captacioacuten de anesteacutesico de los alveolos hacia el

torrente circulatorio 6 Los anesteacutesicos inhalados con menores solubilidades en

sangre muestran un incremento maacutes raacutepido de FAFI y se eliminan con mayor

rapidez Cuanto mayor es la ventilacioacuten minuto maacutes raacutepido es el incremento

FAFI Al inicio de la induccioacuten el gradiente de la presioacuten parcial pulmonar

respecto a la sangre venosa es cero pero aumenta raacutepidamente y FAFI crece

con rapidez Posteriormente durante la induccioacuten y el mantenimiento la

presioacuten parcial de la sangre venosa pulmonar aumenta de forma maacutes lenta por

lo que FAFI se incrementa maacutes lentamente En casos de reduccioacuten de la

capacidad vital residual como en el caso de los pacientes obesos y de las

pacientes embarazadas estaacute asociado a una disminucioacuten en el espacio para la

distribucioacuten intrapulmonar por lo que aceleraraacute el equilibrio FAFI Por otro

lado una alteracioacuten en la ventilacioacuten-perfusioacuten como en el caso de las

atelectasias ventilacioacuten unipulmonar o patologiacuteas valvulares puede disminuir

la concentracioacuten arterial y prolongar la induccioacuten Aumentos en el gasto

cardiacuteaco aceleraraacuten la captacioacuten del gas anesteacutesico y su transporte al cerebro

mientras que la ratio FAFI disminuiraacute y el tiempo de induccioacuten aumentaraacute

Durante estados de bajo flujo sanguiacuteneo la ratio FAFI aumentaraacute maacutes

raacutepidamente pero la distribucioacuten a los tejidos se veraacute enlentecida

13 Introduccioacuten13

13 13 13

34

Un caso especial del efecto de concentracioacuten consiste en la

administracioacuten de dos gases de forma simultaacutenea (oacutexido nitroso y sevoflurano

por ej) en el cual la captacioacuten de alto volumen de oacutexido nitroso incrementa la

FA del anesteacutesico volaacutetil

Coeficientes de particioacuten sangre-gas 8

La solubilidad se define como la afinidad relativa entre dos fases al

equilibrio (por ejemplo gas sangre o tejido) en lo referente a los anesteacutesicos

inhalatorios En el equilibrio no hay transferencia entre las fases y las

presiones parciales se igualan Los coeficientes de particioacuten tejidogas variacutean

considerablemente entre los gases anesteacutesicos y son responsables del tiempo

necesario para equilibrar las concentraciones anesteacutesicas inspiratoria y

alveolar El desflurano presenta el coeficiente maacutes bajo (042) seguido del

sevoflurano (069) isoflurano (14) enflurano (19) y halotano (23) Cuanto

maacutes bajo sea el coeficiente de particioacuten maacutes corto seraacute el tiempo de equilibrio

Una alta solubilidad estaacute asociada con una alto depoacutesito del anesteacutesico en la

sangre por lo que es escasa la cantidad de gas que llega al cerebro durante la

fase de induccioacuten estando la rapidez del comienzo de la accioacuten muy reducida

Cuanto mayor sea el coeficiente de particioacuten mayor seraacute la induccioacuten y la

recuperacioacuten de la anestesia general

La distribucioacuten del gas en diferentes tejidos depende de la solubilidad del

anesteacutesico del flujo sanguiacuteneo y del gradiente entre la sangre arterial y la

concentracioacuten de tejido La solubilidad del sevoflurano no se modifica con la

13 Introduccioacuten13

13 13 13

35

edad Al igual que los demaacutes anesteacutesicos inhalatorios es muy poco soluble en

agua muy soluble en grasa y muy poco soluble en sangre 12 Debido a su

escasa solubilidad en sangre la relacioacuten de la concentracioacuten alveolar inspirada

aumenta raacutepidamente con la induccioacuten (captacioacuten) y tambieacuten disminuye

raacutepidamente al cesar la administracioacuten del agente (eliminacioacuten) Tiene un

cociente de particioacuten aceitegas de 472 12

Ciertas situaciones pueden alterar el coeficiente de particioacuten eacuteste

disminuye cuando la temperatura corporal aumenta y con la hemodilucioacuten 14 15

Estas circunstancias pueden tener su importancia durante la circulacioacuten

extracorpoacuterea

Eger y cols 16 sugirieron que la presioacuten parcial del anesteacutesico al final de

la espiracioacuten (end-tidal) refleja la presioacuten parcial arterial del anesteacutesico cuando

las diferencias entre las concentraciones inspirada y al final de la espiracioacuten

son pequentildeas

Concentracioacuten alveolar miacutenima

La concentracioacuten alveolar miacutenima (CAM) es la FA de un anesteacutesico a 1

atmoacutesfera y 37ordmC que impide el movimiento en respuesta a un estiacutemulo

quiruacutergico en el 50 de los pacientes En la praacutectica cliacutenica se acepta que una

concentracioacuten de 12 a 13 veces la CAM suele impedir que el paciente se

mueva durante la estimulacioacuten quiruacutergica 6 La CAM desciende con la edad 17

siendo la CAM del 33 en neonatos 18 2 a 25 en nintildeos entre 1 y 9 antildeos de

edad 19 20 y 26 en adultos joacutevenes entre 18 y 35 antildeos de edad 21 La CAM

13 Introduccioacuten13

13 13 13

36

variacutea en adultos sanos de mediana edad entre el 171 22 y el 204 23 Y en

mayores de 70 antildeos la CAM seriacutea de 145 24 25 Sin embargo antildeadiendo un

635 end-tidal de oacutexido nitroso la CAM disminuye del 171 al 066 22 Es

decir el oacutexido nitroso antildeadido al 65 del volumen (dosis de anesteacutesico

vaporgas medido en teacuterminos de concentracioacuten) a la mezcla del gas inspirado

la CAM del sevoflurano disminuye alrededor del 50 21

El teacutermino CAM-despierto define la CAM con la que los pacientes abren

los ojos cuando se les ordena 25 La CAM-despierto descrita en la literatura es

el 33 de la CAM ajustada a la edad 26

Metabolismo y eliminacioacuten

El sevoflurano se degrada con los absorbentes de dioacutexido de carbono

altamente alcalinos y la cal sodada dependiendo de la temperatura en cinco

productos denominados compuestos A B C D y E A temperatura normal soacutelo

se produce el compuesto A y B siendo B un compuesto de degradacioacuten del A

Aunque el compuesto A es nefrotoacutexico en experimentacioacuten animal (ratas)

ocasionando lesioacuten del tuacutebulo proximal en humanos no se han comprobado

ninguacuten tipo de lesioacuten 11 Se elimina a traveacutes del pulmoacuten y el rintildeoacuten en forma de

metabolitos en un 2-3 y se metaboliza en el hiacutegado a traveacutes del citocromo p-

4502E1 siendo los productos metaboacutelicos maacutes importantes el ion fluacuteor y el

hexafluoroisopropanolol 11

13 Introduccioacuten13

13 13 13

37

112 Faacutermacos hipnoacuteticos y cirugiacutea cardiovascular

PROPOFOL

Efectos hemodinaacutemicos

En la literatura encontramos la asociacioacuten del propofol con la hipotensioacuten

arterial 27 Eacuteste disminuye en un 20-40 la presioacuten arterial (PA) sisteacutemica 28 - 31

sobre todo por el efecto vasodilatador sisteacutemico 30 32 33 y pulmonar 34 y la

depresioacuten de la actividad del componente cardiovascular del sistema nervioso

simpaacutetico 35 36 La velocidad de inyeccioacuten del propofol tambieacuten estaacute relacionada

con el descenso de la PA 37 La caiacuteda del gasto cardiacuteaco (GC) (-15) y del

volumen de eyeccioacuten sistoacutelico (-20) es moderada observaacutendose una

disminucioacuten de las resistencias vasculares sisteacutemicas (RVS) (-15 a -25) y del

iacutendice de trabajo del ventriacuteculo izquierdo (-30) 1 Los factores de riesgo de la

hipotensioacuten arterial son la edad superior a los 65 antildeos la administracioacuten

concomitante de derivados morfiacutenicos la cirugiacutea abdominal y ortopeacutedica el

sexo femenino la toma de benzodiacepinas y de betabloqueantes y los

pacientes ASA III 38 La frecuencia cardiaca (FC) sin embargo generalmente

no se ve afectada 39

Efectos a nivel miocaacuterdico

La administracioacuten de propofol conlleva una depresioacuten miocaacuterdica 40 con

disminucioacuten de la contractilidad 41 42 43 y disminucioacuten de consumo de oxiacutegeno

miocaacuterdico 44 45

13 Introduccioacuten13

13 13 13

38

Efectos en pacientes con cardiopatiacuteas congeacutenitas

Williams y cols 46 realizaron un estudio sobre los efectos hemodinaacutemicos

del propofol en los nintildeos con cardiopatiacuteas congeacutenitas que se sometiacutean a un

cateterismo cardiacuteaco electivo Clasificaron los pacientes en tres grupos

pacientes sin shunt cardiacuteaco pacientes con shunt izquierdo-derecho

(QpQsge1) y pacientes con shunt derecho-izquierdo (QpQslt1) [Qp= flujo

sanguiacuteneo pulmonar Qs=flujo sanguiacuteneo sisteacutemico] Tras la administracioacuten de

propofol la PA sisteacutemica y la RVS descendieron de forma significativa en todos

los grupos y la Qs aumentoacute la FC la presioacuten arterial pulmonar (PAP) media la

resistencia vascular pulmonar y la Qp no se modificaron el ratio de la

resistencias pulmonar a sisteacutemica aumentoacute en los tres grupos y QpQs

disminuyoacute en los pacientes con shunt intracardiaco con consecuentes

desaturaciones en pacientes con cardiopatiacutea cianoacutetica (QpQslt1) 46

SEVOFLURANO

Efectos hemodinaacutemicos

El sevoflurano produce una reduccioacuten dosis-dependiente del GC de la

PA media y del trabajo del ventriacuteculo izquierdo sin cambios en la FC en un

modelo experimental porcino 47

13 Introduccioacuten13

13 13 13

39

Efectos a nivel miocaacuterdico

En los antildeos 80 el isoflurano era el anesteacutesico volaacutetil que habiacutea

demostrado tener las menores propiedades depresoras cardiacas 48 debido en

parte por sus propiedades vasodilatadoras 49 Sin embargo en un estudio

publicado en el antildeo 1990 50 se demuestra que el sevoflurano comparado con

el isoflurano tiene los mismos efectos sobre la funcioacuten cardiaca y el flujo

coronario en perros pero no en la FC En estudios experimentales 51 los

anesteacutesicos volaacutetiles han demostrado mejorar la recuperacioacuten post-isqueacutemica a

nivel celular en corazones aislados y en animales

El Colegio Americano de Cardiologiacutea junto con la Asociacioacuten Cardiacuteaca

Americana (ACCAHA) en sus directrices de 2007 sobre la evaluacioacuten

cardiovascular perioperatoria y el manejo para la cirugiacutea no cardiaca 52 53

recomendaba el uso de los anesteacutesicos volaacutetiles como primera opcioacuten en la

anestesia general en pacientes hemodinamicamente estables con riesgo de

isquemia miocaacuterdica (Clase IIa) con un nivel de evidencia B Esta

recomendacioacuten se basaba en los resultados obtenidos en pacientes sometidos

a un bypass coronario por lo que fue objeto de criacutetica 52 53

Landoni y cols 54 publicaron un meta-anaacutelisis en el que mostraron que el

desflurano y el sevoflurano podriacutean reducir la mortalidad postoperatoria y la

incidencia de infarto de miocardio tras cirugiacutea cardiacuteaca con disminucioacuten de los

niveles de troponina cardiacuteaca postoperatoria menor necesidad de soporte

inotroacutepico menor tiempo de ventilacioacuten mecaacutenica menor estancia en unidad de

cuidados intensivos (UCI) y hospitalaria en general 54

13 Introduccioacuten13

13 13 13

40

Dos antildeos despueacutes Landoni y cols55 realizan otro meta-anaacutelisis en busca

de las propiedades cardioprotectoras de los anesteacutesicos volaacutetiles en pacientes

de alto riesgo sometidos a cirugiacuteas no cardiacas Concluyen que las

propiedades cardioprotectoras del desflurano y sevoflurano no se han

estudiado en la cirugiacutea no cardiaca ya que ninguacuten estudio aleatorizado

comparando desflurano o sevoflurano con los anesteacutesicos intravenosos habiacutea

abordado la incidencia de complicaciones tales como el infarto de miocardio o

la mortalidad 55

En los pacientes sometidos a cirugiacutea de bypass coronario existe una

creciente evidencia en el efecto protector cardiaco de los anesteacutesicos volaacutetiles

y de los opioides 56 La ACCAHA en 2011 57 persiste en su recomendacioacuten de

la anestesia inhalatoria para estos procedimientos (clase IIa) con un nivel de

evidencia A (en 2007 era nivel de evidencia B 52 53) Es muy probable que los

anesteacutesicos volaacutetiles y los opioides tambieacuten protejan a los corazones de los

pacientes quiruacutergicos no cardiacuteacos Sin embargo la edad la diabetes y el

remodelado miocaacuterdico disminuyen los beneficios cardioprotectores de los

anesteacutesicos 56

En resumen muchos anesteacutesicos modifican las variables

hemodinaacutemicas incluyendo la funcioacuten sistoacutelica la resistencia vascular y las

condiciones de precarga Estas alteraciones pueden tener efectos nocivos en

los pacientes con insuficiencia cardiaca produciendo inestabilidad

hemodinaacutemica Por lo tanto es fundamental tener en cuenta el efecto de los

faacutermacos anesteacutesicos en el paciente que se encuentra en tratamiento por su

insuficiencia cardiaca 58

13 Introduccioacuten13

13 13 13

41

113 Efecto de los anesteacutesicos sobre el flujo de los oacuterganos

Se ha demostrado que los faacutermacos anesteacutesicos tienen efecto sobre el

flujo de los oacuterganos asiacute Holmstroumlm y cols59 demostraron un mayor efecto

vasodilatador cerebral del desflurano con respecto al sevoflurano en un modelo

porcino De Hert y cols60describen un efecto cardioprotector del sevoflurano en

el intraoperatorio de cirugiacutea cardiacuteaca pero no encuentran diferencias con

respecto al propofol durante el postoperatorio Kaisti y cols61comparan

sevoflurano y propofol ambos disminuyen el flujo cerebral regional siendo esta

disminucioacuten mayor con el propofol sin embargo Conti y cols62 muestran un

efecto beneficioso del propofol con respecto a altas dosis de sevoflurano sobre

el flujo cerebral Incluso la dosis de los anesteacutesicos influye en la perfusioacuten de

los oacuterganos asiacute Kerbaul y cols63 describen una mayor perfusioacuten miocaacuterdica

con sevoflurano 26 (1 CAM) que con 39 (15 CAM) en un modelo

porcino y Crawford y cols64 describen alteraciones en el flujo hepaacutetico

espleacutenico y cerebral dependiendo de la dosis de sevoflurano empleada (05

CAM hasta 15 CAM) en ratas

114 Efecto de los anesteacutesicos sobre los biomarcadores de respuesta

inflamatoria y oacutexido niacutetrico

Efectos del propofol

El propofol posee efecto antioxidante e inmunomodulador 65 al eliminar

radicales libres de oxiacutegeno y disminuir la peroxidacioacuten lipiacutedica principalmente

en el hiacutegado pulmoacuten corazoacuten y rintildeoacuten 66 El propofol disminuye los niveles de

13 Introduccioacuten13

13 13 13

42

citoquinas plasmaacuteticas en el tejido pulmonar sin embargo en un estudio

reciente parece que no presenta efecto sobre la interleukina (IL) IL-1β en el

pulmoacuten 67 El propofol inhibe la produccioacuten inducida de oacutexido niacutetrico 68 69

Propofol frente a Sevoflurano

El propofol con respecto al sevoflurano produce una disminucioacuten de la

infiltracioacuten de neutroacutefilos de los niveles de citoquinas proinflamatorias en

plasma de la produccioacuten de radicales libres de oxiacutegeno y de la actividad de la

oacutexido niacutetrico sintasa (iNOS) 70

En la literatura encontramos estudios comparativos de la anestesia con

propofol y sevoflurano en diferentes cirugiacuteas entre ellas la cirugiacutea vascular 71

En este trabajo 71 la respuesta inflamatoria y el estreacutes oxidativo producido por

el clampaje aoacutertico es menor en el grupo anestesiado con propofol con

respecto al grupo del sevoflurano aunque ambos faacutermacos han demostrado

cierta modulacioacuten de la isquemia-reperfusioacuten sugiriendo un efecto protector de

los oacuterganos durante el clampaje aoacutertico abdominal 72

Estudios recientes muestran un efecto neuroprotector del sevoflurano en

la isquemia cerebral mediado por un mecanismo antiinflamatorio 73 asiacute como

un efecto protector del endotelio en humanos componente vital de los

oacuterganos 74

Otros autores comparando el efecto del desflurano sevoflurano y

propofol sobre el estreacutes oxidativo comprobaron que el desflurano produciacutea

13 Introduccioacuten13

13 13 13

43

mayor aumento de malondihaldeiacutedo (MDA) y el propofol lo disminuiacutea sin

embargo el sevoflurano no modificaba los niveles de este marcador de estreacutes

oxidativo 75 76

Kotani y cols demostraron que los efectos del isoflurano en el pulmoacuten

sano eran perjudiciales 77 Tambieacuten observaron que los niveles de expresioacuten

geacutenica de una serie de factores pro-inflamatorios aumentaban de manera

significativa en pulmones sanos 2 horas despueacutes de la inhalacioacuten de 15 CAM

de sevoflurano 78

Los anesteacutesicos volaacutetiles podriacutean alterar la respuesta inflamatoria

pulmonar modulando la secrecioacuten de citoquinas pro-inflamatorias por las

ceacutelulas pulmonares 79 Otros estudios muestran que los anesteacutesicos volaacutetiles

inhiben la liberacioacuten de factor de necrosis tumoral alfa (TNF-α) reduciendo asiacute

la inflamacioacuten 80

En los pacientes sometidos a ventilacioacuten unipulmonar Jin y cols 81

afirman que el sevoflurano en comparacioacuten con el propofol aumenta la lesioacuten

de la funcioacuten pulmonar durante la fase perioperatoria mediante factores

inflamatorios (TNL-α e IL-6 e IL-10) el empeoramiento del edema pulmonar y

la inhibicioacuten de la vasoconstriccioacuten pulmonar hipoacutexica 81

13 Introduccioacuten13

13 13 13

44

12 ASISTENCIA MECAacuteNICA CIRCULATORIA

121 Concepto de asistencia mecaacutenica circulatoria (AMC)

Epidemiologiacutea de la Insuficiencia Cardiaca

La Insuficiencia Cardiacuteaca (IC) es un siacutendrome complejo con una alta

prevalencia situaacutendose en torno al 10 en mayores de 70 antildeos 82 Su

incidencia es del 1 en mayores de 65 y del 9 entre los 80 y 89 antildeos de

edad 82 Es la primera causa de hospitalizacioacuten en los paiacuteses desarrollados en

los mayores de 65 antildeos siendo el 5 del total de los ingresos 82 Su

prevalencia estaacute aumentando en los uacuteltimos antildeos ya que el manejo

cardiovascular de los pacientes estaacute mejorando y la poblacioacuten envejeciendo

Aunque la supervivencia en estos pacientes ha ido aumentando la IC

continuacutea teniendo un mal pronoacutestico con una mortalidad aproximada del 50 a

los 5 antildeos del diagnoacutestico Debido a su elevada prevalencia y a su alta tasa de

ingresos-reingresos supone un problema de salud puacuteblica por su elevada carga

asistencial En conjunto se estima que los costes directos de la IC suponen el

1-2 del presupuesto sanitario de los paiacuteses desarrollados 83

En 1993 el estudio Framingham 84 publicoacute una incidencia anual

ajustada por edad de la insuficiencia cardiaca congestiva en personas de ge45

antildeos del 72 casos1000 en los hombres y 47 casos1000 en las mujeres

mientras que la prevalencia ajustada por edad de la insuficiencia cardiacuteaca fue

de 241000 en los hombres y el 251000 en mujeres durante la deacutecada de los

13 Introduccioacuten13

13 13 13

45

80 y una tasa de supervivencia a los 5 antildeos del 25 en hombres y el 38 en

mujeres 84 Por lo tanto la insuficiencia cardiaca se presenta como un

importante y creciente problema de salud puacuteblica a veces considerado incluso

como una nueva epidemia 83 85

Shock cardiogeacutenico

El shock cardiogeacutenico es un estado de inadecuada perfusioacuten tisular

debida a una disfuncioacuten cardiaca Es una complicacioacuten del infarto agudo de

miocardio con una incidencia que variacutea del 5 al 15 y de muy alta

mortalidad 86

Por otro lado los pacientes sometidos a cirugiacutea cardiacuteaca

(revascularizaciones miocaacuterdicas y recambios valvulares) pueden desarrollar

un shock cardiogeacutenico postcardiotomiacutea situacioacuten en la que no se puede retirar

la circulacioacuten extracorpoacuterea Presenta una incidencia que variacutea entre el 02 87

1 88 llegando hasta el 6 89 seguacuten las series publicadas

Tratamientos de la insuficiencia cardiaca la asistencia mecaacutenica circulatoria

(AMC)

Durante los uacuteltimos 20 antildeos el tratamiento de la IC ha mejorado de

manera significativa gracias no soacutelo a las nuevas terapias farmacoloacutegicas

(inhibidores de la enzima convertidora de la angiotensina beta-bloqueantes)

sino tambieacuten a los tratamientos invasivos y dispositivos de asistencia De

13 Introduccioacuten13

13 13 13

46

hecho los avances en el soporte mecaacutenico es decir el desarrollo de

dispositivos de AMC maacutes eficientes han permitido reducir la morbimortalidad

en pacientes con insuficiencia cardiacuteaca terminal en lista de espera para un

trasplante Sin embargo el trasplante no puede ser la uacutenica solucioacuten debido no

soacutelo a un nuacutemero insuficiente de donantes disponibles sino tambieacuten al elevado

nuacutemero de pacientes no candidatos por presentar comorbilidades graves yo

edad avanzada La AMC ya no se concibe soacutelo como un puente al trasplante

sino como un tratamiento en siacute 90 ya que han demostrado ser dispositivos

eficaces capaces de reemplazar la funcioacuten cardiaca y de mantener la

estabilidad hemodinaacutemica del paciente hasta la llegada de un trasplante 91-93

Trasplante cardiaco

El trasplante cardiaco puede ser la uacutenica alternativa cuando todas las

opciones terapeacuteuticas han fracasado 94 Maacutes de la mitad de los pacientes

trasplantados urgentes en los uacuteltimos 5 antildeos llevaban implantado alguacuten tipo de

AMC 95 Estos dispositivos son cruciales para el mantenimiento y la

estabilizacioacuten previa al trasplante de los pacientes con IC aguda Permiten

mantener a los receptores en unas condiciones adecuadas hasta la aparicioacuten

de un oacutergano compatible No obstante debido a que en ocasiones el tiempo de

espera del oacutergano puede ser de semanas se hace necesario disponer de

dispositivos de asistencia ventricular de media y larga duracioacuten para evitar el

deterioro del paciente y que eacuteste se mantenga en buenas condiciones hasta el

trasplante cardiaco 95

13 Introduccioacuten13

13 13 13

47

La supervivencia obtenida con el trasplante cardiaco en Espantildea sobre

todo en los uacuteltimos antildeos lo situacutea como el tratamiento de eleccioacuten en las

cardiopatiacuteas irreversibles en situacioacuten funcional avanzada y sin otras opciones

meacutedicas o quiruacutergicas establecidas 95 Seguacuten los datos publicados en 2012 por

la Sociedad Espantildeola de Cardiologiacutea 95 el perfil cliacutenico medio del paciente que

se trasplantoacute en Espantildea en 2011 fue el de un varoacuten de 53 antildeos diagnosticado

de cardiopatiacutea isqueacutemica no revascularizable con disfuncioacuten ventricular grave y

clase funcional avanzada al que se implantoacute un corazoacuten de 38 antildeos

procedente de un donante fallecido por hemorragia cerebral y con un tiempo en

lista de espera de 122 diacuteas En los uacuteltimos antildeos se ha incrementado el nuacutemero

de trasplantes urgentes (el 38 en 2011 frente al 34 en 2010) El tiempo

medio de supervivencia se ha incrementado con los antildeos Asiacute mientras en la

serie total la probabilidad de supervivencia tras 1 5 10 y 15 antildeos es del 77 el

66 el 53 y el 39 respectivamente en los uacuteltimos 5 antildeos la probabilidad de

supervivencia tras 1 y 5 antildeos es del 80 y el 73 respectivamente La causa

maacutes frecuente de fallecimiento es el fallo agudo del injerto (16) seguido de

infeccioacuten (156) combinado de enfermedad vascular del injerto y muerte

suacutebita (14) tumores (123) y rechazo agudo (77) 95

Trasplante y Dispositivos de Asistencia Mecaacutenica

La proporcioacuten de pacientes trasplantados con asistencia se ha ido

incrementando con el tiempo En los uacuteltimos 7 antildeos ha alcanzado el 24 95 El

baloacuten de contrapulsacioacuten intraaoacutertico sigue siendo el maacutes utilizado aunque no

se ha incrementado su uso en los uacuteltimos 5 antildeos en cambio el oxigenador de

13 Introduccioacuten13

13 13 13

48

membrana extracorpoacutereo (ECMO) y los dispositivos pulsaacutetiles siacute han visto

significativamente incrementada su utilizacioacuten (fig 2)

Figura 2 Distribucioacuten del tipo de asistencia ventricular previa al trasplante por

periodos 95 (DAV dispositivo de asistencia ventricular ECMO oxigenador de

membrana extracorpoacutereo)

Historia de la AMC

El primer implante de AMC exitoso 96 fue realizado por los Dr Michael

DeBakey y Dr Domingo Liotta en 1966 en un paciente con shock

postcardiotomiacutea como puente al trasplante Hubo que esperar 20 antildeos despueacutes

para que las sistemas implantables y portaacutetiles de AMC se usaran de forma

terapeacuteutica como puente al trasplante 96 De hecho en la actualidad el uso de

asistencias ventriculares como puente al trasplante se considera una buena

opcioacuten para pacientes en shock cardiogeacutenico refractario 97 98

13 Introduccioacuten13

13 13 13

49

Epidemiologiacutea de la AMC

Reyes y cols 99 presentaron en 2006 un estudio observacional

descriptivo sobre la experiencia en el uso de AMC como puente al trasplante

cardiaco en el Hospital General Universitario Gregorio Marantildeoacuten y analizaron la

supervivencia y el pronoacutestico de dichos pacientes tras el trasplante Estudiaron

los pacientes portadores de AMC que fueron trasplantados entre los antildeos 1988

y 2005 (n=23) La edad media fue de 525plusmn84 antildeos Los motivos de inclusioacuten

en la lista de trasplante fueron postcardiotomiacutea (n=10) infarto de miocardio

(n=5) disfuncioacuten primaria del injerto (n=7) y miocardiopatiacutea dilatada (n=1) Los

modelos de AMC empleados fueron BioMed Comunidad de Madrid (n=9)

Abiomed BVS 5000 (n=13) y Biomeacutedicus (n=1) El tiempo en alerta cero del

paciente fue de 3 plusmn 24 diacuteas Las complicaciones intrahospitalarias fueron

neuroloacutegicas (n=7) infecciosas (n=12) renales (n=3) hemorraacutegicas (n=3) y

respiratorias (n=2) La mortalidad intrahospitalaria fue del 391 (n=9) la

supervivencia al antildeo del 552 y a los 5 antildeos del 322 La supervivencia al

antildeo fue del 923 en los pacientes que recibieron el alta domiciliaria Una

adecuada seleccioacuten de los pacientes y del tipo de asistencia son esenciales

para la obtencioacuten de buenos resultados 99

Ademaacutes de conocer las caracteriacutesticas de los sistemas de AMC es

importante conocer la situacioacuten que cada paiacutes presenta en cuanto a la

incidencia de trasplantes cardiacos Espantildea es uno de los paiacuteses con un mayor

nuacutemero de donantes 96 100 lo que permite que el nuacutemero de diacuteas que deben

esperar los pacientes hasta la llegada de un corazoacuten donante sea menor que el

13 Introduccioacuten13

13 13 13

50

de otros paiacuteses especialmente en los pacientes que se situacutean dentro de la

categoriacutea de alerta cero situacioacuten que les otorga prioridad nacional ante un

posible donante Si el tiempo de espera aumenta como en otros paiacuteses seriacutea

preciso replantearse el uso de dispositivos de AMC de mayor duracioacuten

Es preciso una experiencia continuada por parte del personal sanitario

asiacute como una adecuada seleccioacuten de los pacientes 101 102 para obtener

resultados satisfactorios 103 ademaacutes de las mejoras tecnoloacutegicas

Navia y cols 91 presentaron una supervivencia global en el paciente con

trasplante cardiaco (desde la implantacioacuten de la AMC como puente al

trasplante) del 69 El grupo alemaacuten de El-Banayosy y cols 104 utiliza el

sistema Abiomed soacutelo cuando se preveacute una asistencia durante un corto periacuteodo

de tiempo Samuels y cols 105 describen la experiencia de 45 pacientes

asistidos con el sistema Abiomed BVS 5000 con un porcentaje de pacientes

dados de alta del 31El sistema Abiomed BVS 5000 es un sistema disentildeado

para asistir al corazoacuten en espera de una recuperacioacuten del miocardio o como

puente al trasplante durante un corto periacuteodo de tiempo y cuyas principales

ventajas son su sencilla utilizacioacuten y su bajo coste 105 - 108

13 Introduccioacuten13

13 13 13

51

122 Clasificacioacuten y principales dispositivos

Asistencia mecaacutenicas circulatorias de FLUJO PULSAacuteTIL O CONTINUO

Existen tres generaciones de AMC 109 110

La primera generacioacuten de las AMC la constituye una bomba pulsaacutetil

imitando la accioacuten fisioloacutegica del corazoacuten proporcionando un excelente soporte

circulatorio y dando como resultado una larga supervivencia y mejor calidad de

vida 111-113 Entre estos dispositivos se encuentran el HeartMate I (XVE)

(Thoratec Inc Pleasanton California USA) Thoratec PVAD y Novacor N100

(WorldHeart Inc Salt Lake City Utah USA) y Abiomed BVS5000 y AB5000

En el antildeo 2009 el doctor Del Cantildeizo y cols 114 publicaron la descripcioacuten

de un nuevo dispositivo pulsaacutetil de bajo coste para soporte circulatorio a corto

plazo que incorpora una caacutemara de complianza Esta caacutemara funciona como

una auriacutecula y demostroacute en estudios experimentales in vivo mejorar la descarga

ventricular al llenarse principalmente durante la siacutestole mientras que en otros

dispositivos el llenado del dispositivo ocurre uacutenicamente durante la diaacutestole 114

Seguacuten la sangre avanza por el sistema circulatorio el flujo pulsaacutetil inicial

en la aorta es progresivamente amortiguado transformaacutendose en flujo continuo

a nivel de los capilares 115 (fig 3)

13 Introduccioacuten13

13 13 13

52

Figura 3 Presiones en el sistema circulatorio [Smith JJ Kampine JP

Circulatory physiology The essentials 3rd Edition Baltimore MD Williams amp

Wilkins 1990]

La segunda generacioacuten de AMC son bombas rotatorias (centriacutefugas o

axiales) que producen un flujo continuo (fig 4) y presentan un funcionamiento

sencillo Son silenciosas y mucho maacutes compactas que las de flujo pulsaacutetil

Tienen una superficie de contacto de la bomba con la sangre maacutes pequentildea y

menos trombogeacutenica sin zonas de estancamiento y sin vaacutelvulas artificiales Se

incluyen dispositivos como las bombas de flujo axial HeartMate II (Thoratec

Inc Pleasanton California USA) Jarvik 2000 el MicroMed DeBakey

(MicroMed Technology Inc Houston Texas USA) la Impella Recover y de

flujo centriacutefugo la TandemHeart La bomba centriacutefuga Biomeacutedicus es un

dispositivo de segunda generacioacuten relativamente barato en comparacioacuten con

otros dispositivos maacutes sofisticados Estos dispositivos se presentaron como

una solucioacuten para los pacientes con shock cardiogeacutenico post-infarto agudo de

miocardio y postcardiotomiacutea ya que presentaban una funcioacuten ventricular

izquierda (fraccioacuten de eyeccioacuten del ventriacuteculo izquierdo o FEVI) comprometida

13 Introduccioacuten13

13 13 13

53

que necesitaba un apoyo mecaacutenico a corto plazo como puente a la

recuperacioacuten

En la uacuteltima deacutecada el objetivo de los disentildeos de las AMC ha sido el

aumentar su tiempo de uso evolucionando desde la primera generacioacuten de

las bombas pulsaacutetiles a las bombas de ahora maacutes pequentildeas ligeras y de flujo

continuo Seguacuten la configuracioacuten del propulsor o rotor de la bomba (ldquospinning

impellerrdquo) los dispositivos de AMC de flujo continuo pueden ser de flujo radial

o axial116

Figura 4 Tipos de bombas seguacuten el flujo que producen Las flechas indican la

direccioacuten del flujo sanguiacuteneo que accede a la bomba de entrada (CE) y sale por

la caacutenula de salida (CS) [Garciacutea-Cosiacuteo Carmena MD Indicaciones de

asistencias ventriculares iquestalternativa o puente a trasplante Tipos de

asistencias ventriculares En Cardio Agudos Ed Grupo CTO 2015]

Los dispositivos de tercera generacioacuten son bombas centriacutefugas de flujo

continuo sin rodamientos Minimizan el contacto entre la bomba y el rotor axial

o centriacutefugo mediante el uso de la tecnologiacutea de levitacioacuten magneacutetica

reduciendo asiacute la friccioacuten y el desgaste del dispositivo 117 DuraHeart (Terumo

13 Introduccioacuten13

13 13 13

54

Heart Inc Ann Arbor Michigan EEUU) HeartWare HVAD (HeartWare

International Inc Framingham Massachussets EEUU) el Levacor

recientemente suspendido (WorldHeart Inc Salt Lake City Utah EEUU) 117

la bomba maglev Levitronix CentriMag Incor de flujo axial suspendido

magneacuteticamente (Berlin Heart AG Berliacuten Alemania) HeartWare HeartMate III

DuraHeart (Terumo Somerset EEUU) y Novacor II son los dispositivos

disponibles de tercera generacioacuten 118

Registro Interinstitucional INTERMACS para la AMC

El Registro Interinstitucional para la Asistencia Mecaacutenica Circulatoria

(INTERMACS) 119 es el mayor registro de la utilizacioacuten de dispositivos de AMC

con 145 hospitales participantes El Vordm informe anual INTERMACS publicado

en 2013 (el uacuteltimo presentado) incluye los datos de AMC de 23 de junio de

2006 a 30 de junio de 2012 utilizados en 6885 pacientes de los cuales 243

teniacutean previamente un dispositivo AMC siendo 72 pacientes pediaacutetricos y 9

con AMC de ventriacuteculo derecho De los 6561 pacientes con implante primario

de AMC de ventriacuteculo izquierdo (LVAD) 136 recibieron un trasplante 910

recibieron una asistencia ventricular izquierda de flujo pulsaacutetil (681 soacutelo

LVAD) y los restantes 5515 recibieron una asistencia ventricular izquierda de

flujo continuo (973 soacutelo LVAD) como puente al trasplante o como terapia de

destino La supervivencia para los LVAD de flujo continuo fue de 80 a 1 antildeo y

de 70 a los 2 antildeos 119

13 Introduccioacuten13

13 13 13

55

Dispositivo de AMC de eleccioacuten

Sigue existiendo controversia sobre queacute dispositivo de AMC tiene

mejores resultados Algunos estudios demuestran mejor flujo sanguiacuteneo con

las bombas pulsaacutetiles 120 121 otros describen menor tasa de infeccioacuten y de

fallos mecaacutenicos con las no-pulsaacutetiles 113 y otros estudios no encuentran

diferencias significativas entre ambos dispositivos 122 123 Otros estudios han

centrado sus objetivos en las diferencias existentes entre los dispositivos de

AMC (bombas de flujo pulsaacutetil versus bombas de flujo continuo) en lo que se

refiere a las alteraciones hemodinaacutemicas 123 124 perfusioacuten de los oacuterganos 122

125 asiacute como a la respuesta inflamatoria sisteacutemica 126

En un estudio previo al Vordm informe anual INTERMACS de 2013 119 (de un

antildeo menos de duracioacuten) con datos recogidos de 23 de junio de 2006 hasta el

31 de marzo de 2011 Holman y cols 127 hallaron una mayor durabilidad de las

bombas de AMC de flujo continuo frente a las de flujo pulsaacutetil Entendiendo por

problemas de durabilidad los episodios de reemplazo de la bomba en casos de

infeccioacuten trombosis-hemoacutelisis fallo de las caacutenulas fallo de la unidad central y

muerte debida a fallo de la bombacaacutenulas Un total de 3302 AMC fueron

implantadas (484 pulsaacutetiles y 2816 continuas) y 98 fueron intercambiadas o

causaron la muerte por problemas de durabilidad (46 pulsaacutetiles 52 continuas

el 3 de las implantadas) El intervalo para la aparicioacuten de un problema del

dispositivo fue mayor en el caso de las bombas de flujo continuo que en el de

las de flujo pulsaacutetil El estudio de las causas del intercambio de bomba o de

muerte relacionada con la bomba mostroacute (1) menor posibilidad de fallo de la

bomba de flujo continuo (2) similar intercambio y muerte relacionada con fallo

13 Introduccioacuten13

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56

de las caacutenulas (3) similar intercambio y muerte relacionada con trombosis-

hemoacutelisis y (4) escasos intercambios o muertes relacionadas con infecciones

en las AVM de flujo continuo Los resultados en cuanto a la supervivencia

corroboran estos hallazgos pues el 54 de los pacientes con AVM de flujo

continuo frente al 23 de los pacientes con AVM de flujo pulsaacutetil seguiacutean vivos

y continuando con el soporte de la AVM tras 12 meses de implantacioacuten 127

En otro estudio recientemente publicado (2014) Sabashnikov y cols 128

analizan los resultados a corto plazo y predictores de mortalidad a los 90 diacuteas

de la implantacioacuten de una AMC de flujo continuo Entre Julio 2006 y Mayo 2012

se implantaron 117 AMC de flujo continuo como puente al trasplante La tasa

de mortalidad a los 90 diacuteas fue de 171 La optimizacioacuten de la situacioacuten pre-

operatoria del estado de la volemia de la precarga y de la funcioacuten del corazoacuten

derecho asiacute como la seleccioacuten basada en la edad de los pacientes candidatos

a un dispositivo de AMC izquierda son los factores criacuteticos que influyen en la

supervivencia tras la implantacioacuten de una AMC de flujo continuo 128

BIOMEacuteDICUS Bomba centriacutefuga de flujo continuo

Las bombas centriacutefugas pueden ser implantadas de forma raacutepida y

sencilla son faacuteciles de usar y son relativamente baratas 129 Su principal

caracteriacutestica es ser menos destructivas para las ceacutelulas sanguiacuteneas en

comparacioacuten con las bombas de rodillos 130

La bomba Biomeacutedicus BioPump modelo BPX-80 (Medtronic Inc

Minneapolis MN) es una bomba centriacutefuga magneacutetica Se encuentra disponible

13 Introduccioacuten13

13 13 13

57

en la mayoriacutea de centros de cirugiacutea cardiovascular y puede ser usada como

bypass feacutemoro-femoral bypass cardiopulmonar AMC y oxigenacioacuten de

membrana extracorpoacuterea (ECMO) 131 El modelo original fue el Modelo 600

producto de una investigacioacuten en el Instituto Nacional de Salud formando parte

de un programa de corazoacuten artificial desarrollado en 1970 Las caracteriacutesticas

en el tamantildeo y la forma del disentildeo se traducen en un flujo de sangre suave y

atraumaacutetico que disminuye los niveles de hemoacutelisis y la formacioacuten de trombos

En 1985 con la experiencia adquirida con el uso de el Modelo 600 salen al

mercado los modelos BP-80 y BP-50 La BioPump es una bomba centriacutefuga

basada en el principio del voacutertice

Componentes de la bomba Biomeacutedicus

Un voacutertice es un flujo turbulento en rotacioacuten espiral con trayectorias de

corriente cerradas Como voacutertice puede considerarse cualquier tipo de flujo

circular o rotatorio que posee vorticidad La vorticidad es un concepto

matemaacutetico usado en dinaacutemica de fluidos que se puede relacionar con la

cantidad de circulacioacuten o rotacioacuten de un fluido se define como la circulacioacuten por

unidad de aacuterea en un punto del flujo Si nosotros hacemos girar un fluido dentro

de un vaso de precipitado lleno estamos impartiendo energiacutea rotacional al

fluido y estamos creando otra forma de energiacutea movimiento Esta energiacutea hace

que el fluido sea impulsado hacia arriba al lado de las paredes del vaso de

precipitado Las caracteriacutesticas de todos los voacutertices son baja presioacuten en centro

del voacutertice y alta presioacuten hacia fuera del voacutertice

13 Introduccioacuten13

13 13 13

58

Las bombas centriacutefugas magneacuteticas estaacuten constituidas por una carcasa

riacutegida externa en forma de cono por cuyo veacutertice se efectuacutea la entrada de

fluido Dentro de este cono se disponen otros conos apilados (3 en el caso de

la BioPump) que al girar sobre su propio eje producen una presioacuten negativa

sobre el punto de entrada y empujan el fluido del circuito dentro de la bomba

(fig 5) Una vez que la sangre entra en la cabeza arterial la energiacutea cineacutetica es

transmitida a la sangre por los conos rotatorios generando presioacuten en la bomba

y permitiendo que la sangre se dirija hacia el punto de salida En la entrada y

salida del cabezal de la bomba no existen dispositivos oclusivos Si los conos

estaacuten parados y no rotan la sangre puede pasar Se utilizan caacutenulas de

derivacioacuten para conectar el ventriacuteculo a la bomba

El flujo que proporcionan las bombas centriacutefugas es de tipo continuo no

pulsaacutetil La cabeza de la bomba se instala en una consola portaacutetil que dispone

de un imaacuten rotatorio y transmite el movimiento a los conos internos El sistema

electroacutenico de la consola nos permite conocer la velocidad de los conos

(revoluciones por minuto) El gasto se calcula a traveacutes de un medidor de flujo

situado en la salida del cabezal

13 Introduccioacuten13

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59

Figura 5 Fotografiacutea de la bomba Biomeacutedicus Recipiente de policarbonato con

tres conos en su interior encajados uno sobre otro con los dos conectores de

entrada y salida

La marca comercial de la consola es 550 Bio-Consola Medtronic

Biomeacutedicus Esta consola genera una fuera electromotriz transmitida a traveacutes

de un imaacuten a otro imaacuten en la bomba centriacutefuga (Bio-Pump BP-80 Meacutedicus

Biomeacutedicus) En su cara posterior presenta dos conexiones una para el flujo

de la bomba (Tx 50 Bio-Probe flow Transducer (transductor del flujo de la

sonda Medtronic Biomeacutedicus) y otra para la unidad motora externa (540 T

External drive Mototr Medtronic Biomeacutedicus) La bomba centriacutefuga puede

acoplarse directamente en la parte posterior de la consola o bien en la unidad

motora externa

Las bombas Biomeacutedicus tienen escasas complicaciones debidas a su

uso y el coste es relativamente bajo si lo comparamos con otros sistemas de

asistencia

13 Introduccioacuten13

13 13 13

60

En una revisioacuten de 129 casos Noon y cols 132 muestran que un nuacutemero

importante de pacientes con dantildeo reversible miocaacuterdico postcardiotomiacutea se

beneficiaron de un soporte temporal mediante una bomba centriacutefuga En esta

serie los pacientes presentaron varias complicaciones que incluyen

coagulopatiacutea insuficiencia o incluso fallo renal sepsis deacuteficits neuroloacutegicos

fallo ventricular arritmias y muerte el 563 de los pacientes fueron

destetados del soporte mecaacutenico y el 21 fue dado de alta vivo Las causas de

la muerte incluyeron fallo ventricular (624) arritmias (129) triage (cese de

medidas de soporte vital) (69) infarto de miocardio perioperatorio o paro

cardiacuteaco (05) coagulopatiacutea (40) sepsis (40) fallo del injerto (30) y

las relacionadas con el dispositivo (10) La uacutenica muerte relacionada con el

dispositivo se debioacute a un desplazamiento de la caacutenula venosa en la unidad de

cuidados intensivos que ocasionoacute una exanguinacioacuten Complicaciones

relacionadas con el dispositivo fueron vistas en el 16 de los pacientes 132

123 Asistencia mecaacutenica circulatoria parcial y total

Durante la siacutestole de la AMC la vaacutelvula de la caacutenula de entrada se

encuentra cerrada y la vaacutelvula de la caacutenula de salida abierta de modo que la

sangre mantiene un flujo direccionado hacia la aorta y no regresa al ventriacuteculo

izquierdo Durante la diaacutestole de la AMC se abre la caacutenula de entrada

(permitiendo la entrada de sangre a la maacutequina desde el ventriacuteculo izquierdo) y

se cierra la vaacutelvula de salida

13 Introduccioacuten13

13 13 13

61

La AMC puede producir una descarga total del ventriacuteculo (AMC total)

tratando de dar el mayor gasto cardiaco descargando de forma completa el

ventriacuteculo nativo o bien pueden realizar una descarga parcial (AMC parcial)

dando suficiente asistencia al ventriacuteculo nativo para mantener un correcto flujo

circulatorio y asiacute el ventriacuteculo nativo puede ayudar con su propio gasto Esto

uacuteltimo es importante cuando usamos una AMC como puente a la recuperacioacuten

del ventriacuteculo nativo

En la literatura se discute acerca de queacute tipo de asistencia es la mejor

Algunos autores 133 134 defienden el soporte total otros 135 136 opinan que el

soporte parcial puede presentar maacutes beneficios porque la asistencia total

puede producir atrofia de los miocitos

124 Asistencia mecaacutenica circulatoria y flujo de oacuterganos

En la actualidad la evidencia cliacutenica indica que la perfusioacuten y la funcioacuten

de los oacuterganos diana estaacuten bien mantenidos durante periacuteodos prolongados de

apoyo con un dispositivo de AMC 122 137 La perfusioacuten de los oacuterganos no parece

verse afectada por los tipos de flujo (pulsaacutetil frente no-pulsaacutetil) de AMC en un

modelo de fracaso cardiacuteaco croacutenico 138

Bajo circunstancias de circulacioacuten croacutenica sin pulso Saiacuteto y cols 139 no

encontraron diferencias en la histologiacutea de los oacuterganos diana (cerebro rintildeones

hiacutegado y corazoacuten) en asistencia pulsaacutetil y continua en un modelo experimental

en ovejas Tampoco encontraron diferencias en la presioacuten arterial media

aunque siacute en los niveles de renina en plasma (siendo maacutes elevados en los

13 Introduccioacuten13

13 13 13

62

animales con dispositivo de flujo continuo) esto podriacutea ser debido a una

respuesta de adaptacioacuten a la falta de presioacuten sanguiacutenea Tambieacuten hallaron un

adelgazamiento de la capa media de la aorta ascendente en ovejas con AMC

no-pulsaacutetil frente a las ovejas control 139 De hecho las resistencias vasculares

sisteacutemicas se elevan durante el uso de AVM de flujo continuo frente a las de

flujo pulsaacutetil 140

125 Asistencia mecaacutenica circulatoria y respuesta inflamatoria

Interleukinas y Factor de necrosis tumoral

La inflamacioacuten juega un papel importante en la patogeacutenesis del fracaso

cardiacuteaco 141 142 El TNF-α y las interleukinas IL-1β IL-1α e IL-6 son

clasificadas como citoquinas proinflamatorias en las respuestas primarias del

hueacutesped y la reparacioacuten de los tejidos 143 Las fuentes productoras de

citoquinas en el fracaso cardiacuteaco son muacuteltiples e incluyen el sistema inmune

los tejidos perifeacutericos y el fallo cardiacuteaco por si mismo 144 La hipoacutetesis de la

produccioacuten extramiocaacuterdica de citoquinas por endotoxinas bacterianas

causantes de dantildeo en la perfusioacuten tisular y de una hipoxia tisular 145 parece

maacutes probable Anker y cols 146 desarrollaron esta hipoacutetesis de la activacioacuten

inmunoloacutegica secundaria a una exposicioacuten de endotoxinas bacterianas debido

a episodios repetidos de edema intestinal hipoperfusioacuten intestinal y la

consecuente translocacioacuten bacteriana 146 De hecho son maacutes altos los niveles

13 Introduccioacuten13

13 13 13

63

seacutericos de endotoxinas en los pacientes con fracaso cardiacuteaco y edema y

disminuyen con tratamiento diureacutetico 147

Estudios cliacutenicos demuestran que los pacientes con fracaso cardiacuteaco

presentan un aumento del TNF-α y de las IL-6 IL-1β e IL-2 142 148 149 En

descompensaciones agudas de pacientes con disfuncioacuten sistoacutelica del ventriacuteculo

izquierdo se han encontrado aumentos de la IL-6 y de la proteiacutena C reactiva

(PCR) comparados con pacientes con FEVI conservada 150

La manera en que las citoquinas proinflamatorias afectan a la funcioacuten

mecaacutenica cardiacuteaca se diferencia en dos fases La fase temprana se caracteriza

por una raacutepida activacioacuten de los mecanismos de sentildealizacioacuten celular

interrelacionados entre siacute incluyendo respuestas celulares mediadas por

esfingoliacutepidos fosfoliacutepidos oacutexido-niacutetrico sintetasa (NOS) y oacutexido-niacutetrico (NO)

La respuesta puede ser estimuladora o depresora cardiaca dependiendo del

estado redox y metaboacutelico de la magnitud de la adaptacioacuten cardiaca y

respuestas reflejas y del efecto sineacutergico o antagoacutenico de las citoquinas

mediadoras Esta primera fase temprana va seguida de una fase tardiacutea maacutes

prolongada de depresioacuten uniforme de la contractilidad basal y estimulada151

En estudios experimentales las citoquinas estimulan el remodelado del

ventriacuteculo izquierdo 152 y la reversioacuten aguda de la disfuncioacuten contraacutectil 153 154 El

fracaso multiorgaacutenico tras cirugiacuteas mayores incluida la cirugiacutea cardiacuteaca se

atribuye a las citoquinas proinflamatorias TNF-α IL-1 IL-6 e IL-8 155 156

13 Introduccioacuten13

13 13 13

64

Pacientes portadores de AMC

El contacto de la sangre con las superficies artificiales de las AMC estaacute

asociado a alteraciones del sistema inmunoloacutegico y de la coagulacioacuten 157 158

Los pacientes portadores de estos dispositivos presentan alteraciones de

mediadores de respuesta inflamatoria y de estreacutes oxidativo 126 155 159 160 TNF

C3a C5a IL-6 IL-10 PCR y por ello riesgo de dantildeo orgaacutenico (dantildeo

neuroloacutegico pulmonar renal hepaacutetico etc) Sin embargo los niveles seacutericos

de estas citoquinas pro-inflamatorias no tienen un papel bien definido Lo que siacute

estaacute establecido es que la optimizacioacuten perioperatoria de los pacientes a los

que se les va a implantar estos dispositivos es fundamental para disminuir la

morbi-mortalidad Un aumento en las citoquinas seacutericas induce interacciones

entre los neutroacutefilos y el endotelio hipercoagulopatiacutea intravascular y conlleva

un fracaso microcirculatorio 161 Para una exitosa implantacioacuten de una AMC

eacutesta debe hacerse antes de que se produzca una hiper-citoquinemia en el

paciente con fracaso cardiacuteaco es decir es fundamental realizar una seleccioacuten

adecuada de los pacientes y definir el momento adecuado de la implantacioacuten

160 162

El uso de la AMC estaacute asociado a un mejor pronoacutestico cuando se

producen cambios favorables en los niveles seacutericos de estos mediadores 156

163 siendo los niveles seacutericos de IL-6 e IL-8 predictores de pronoacutestico en los

pacientes con AMC que se encuentran en espera de trasplante cardiaco 164 La

implantacioacuten de la AMC da como resultado a corto plazo un descenso en los

niveles del TNF-α y de la IL-6 sin embargo no se producen cambios en el

CD14 ni en el receptor de TNF sugiriendo que el proceso fisiopatoloacutegico

13 Introduccioacuten13

13 13 13

65

resultante en la respuesta inflamatoria no es alterado por la implantacioacuten de

una AMC 165

El TNF-α juega un papel importante en la inflamacioacuten celular pulmonar

mediada por los macroacutefagos Su produccioacuten inicia una cascada de respuestas

involucrando la expresioacuten de moleacuteculas de adhesioacuten y citoquinas expresadas

tanto en ceacutelulas inmunoloacutegicas como no-inmunoloacutegicas (ej ceacutelulas epiteliales

fibroblastos) dando como resultado la infiltracioacuten del tejido pulmonar dantildeado o

infectado por ceacutelulas inflamatorias 166 El TNF-α es un potente inotroacutepico

negativo El miocardio normal no expresa el TNF-α pero siacute expresa los dos

receptores de eacuteste Sin embargo en el corazoacuten disfuncionante hay un

aumento en la expresioacuten de TNF-α 167 Tambieacuten parece estimular junto con la

IL-1β la produccioacuten de oacutexido niacutetrico (NO) a traveacutes del estiacutemulo de la oacutexido-

niacutetrico sintetasa (iNOS) independiente del calcio 168 169 Concentraciones

ldquofisioloacutegicasrdquo bajas de NO pueden proteger a los miocitos frente al estreacutes

mecaacutenico y a la noradrenalina mientras que concentraciones ldquofisioloacutegicasrdquo maacutes

altas parecen causar un descenso en el nuacutemero de miocitos y deprimen asiacute la

contractilidad miocaacuterdica 169 La NO de origen cardiacuteaco inhibe la respuesta

inotroacutepico positiva a la estimulacioacuten beta-adreneacutergica en humanos con

disfuncioacuten del ventriacuteculo izquierdo El TNF-α induce apoptosis en los miocitos y

ceacutelulas endoteliales contribuyendo al fracaso cardiacuteaco 154

La IL-6 es una citoquina con un amplio espectro de efecto inmunoloacutegico

tanto humoral como celular 142 Se produce en respuesta a una infeccioacuten a la

IL-1 al interferoacuten gamma y al TNF-α y tiene una vida media plasmaacutetica menor

de 6 horas 170 La IL-1 es un mediador involucrado en la reaccioacuten inflamatoria

13 Introduccioacuten13

13 13 13

66

post-infarto que media en el remodelado del corazoacuten dilatado a traveacutes de la

activacioacuten de acciones especiacuteficas de leucocitos y fibroblastos 171

Peacuteptido natriureacutetico cerebral

Los peacuteptidos natriureacuteticos comprenden una familia de hormonas

vasoactivas que juegan un papel importante en la regulacioacuten de la homeostasis

cardiovascular y renal 172 Una forma de evaluar la respuesta neurohumoral se

basa en la determinacioacuten de los niveles de peacuteptido natriureacutetico cerebral

(PNC oacute BNP= brain natriuretic peptide) Aunque la determinacioacuten del peacuteptido

natriureacutetico auricular parece un mejor predictor de la disfuncioacuten del ventriacuteculo

izquierdo el PNC plasmaacutetico parece que complementa a los factores

pronoacutesticos tras un infarto agudo de miocardio al ser independiente de la

supervivencia a largo plazo 173 Los niveles de PNC reflejan una

descompensacioacuten en el estado hemodinaacutemico ya que su liberacioacuten al torrente

sanguiacuteneo es proporcional a la distensioacuten ventricular causada por una

sobrecarga volumeacutetrica 159 174 La implantacioacuten de una asistencia ventricular

conlleva la descarga de los ventriacuteculos nativos revirtiendo la situacioacuten de

desequilibrio de la volemia entre los ventriacuteculos lo que podriacutea normalizar el

estado neurohumoral La determinacioacuten de los niveles seacutericos de PNC podriacutea

ser un marcador para decidir el momento ideal de la implantacioacuten de la AMC

pero tambieacuten para hacer un seguimiento de la eficacia terapeacuteutica y de la

recuperacioacuten cliacutenica 175

13 Introduccioacuten13

13 13 13

67

Sistema del complemento

El sistema del complemento es un mecanismo de defensa proteoliacutetico

humoral basado en una cascada que comprende alrededor de 35 diferentes

proteiacutenas solubles y unidas a la membrana 176 El sistema del complemento

forma parte del sistema inmune innato y actuacutea a traveacutes de una controlada y

limitada proteoacutelisis de proteiacutenas mediante la activacioacuten de tres viacuteas la ldquoviacutea

claacutesicardquo la ldquoviacutea alternativardquo y la ldquoviacutea de la lectinardquo Las tres viacuteas convergen en la

formacioacuten de complemento C3 y C5 y en la viacutea final que activa la formacioacuten del

complejo de ataque de membrana 176 A nivel cardiaco el C3 activado (C3a)

causa taquicardia alteraciones en la conduccioacuten auriculo-ventricular fallo de la

contractilidad del ventriacuteculo izquierdo vasoconstriccioacuten coronaria y liberacioacuten

de histamina tras inyecciones en ceacutelulas cardiacas aisladas de cerdo 177

Niveles elevados de C3c (un producto de conversioacuten estable de C3) se han

relacionado con menor nivel de remodelado adverso y mejor supervivencia en

pacientes con fracaso cardiaco sistoacutelico estable 178

Proteiacutenas de choque teacutermico

Las citoquinas aumentan los niveles seacutericos de proteiacutenas protectoras en

el corazoacuten incluyendo las proteiacutenas de choque teacutermico (Hsp del ingleacutes Heat

Shock Proteins) 179 180 Descubiertas en 1962 en la mosca Drosophila en

respuesta a aumentos de temperatura Estas proteiacutenas se encuentran en

praacutecticamente todos los tejidos animales 181 Se ha visto que su expresioacuten estaacute

regulada por situaciones de estreacutes incluyendo aumentos de temperatura e

13 Introduccioacuten13

13 13 13

68

isquemia 182 En modelos animales la sobre-expresioacuten de Hsp70 (proteiacutena de

choque teacutermico de 70000 daltons) 183 ejerce un efecto protector sobre las

ceacutelulas cardiacuteacas frente a las lesiones de isquemia 184 185 Los niveles seacutericos

de Hsp70 aumentan de forma gradual a medida que avanza el fallo cardiacuteaco

pudiendo tener implicaciones en detecciones precoces del estadio B de la

ACCAHA (anomaliacuteas estructurales sin cliacutenica) y permitiendo asiacute monitorizar a

los pacientes de alto riego 186

Marcadores de estreacutes oxidativo

El sistema redox es esencial para el mantenimiento de la homeostasis

celular ya que mantiene un balance de oacutexido-reduccioacuten preservando el

equilibrio entre la produccioacuten de pro-oxidantes generados como resultado del

metabolismo celular y los sistemas de defensa anti-oxidantes La peacuterdida en

este balance lleva a un estado de estreacutes oxidativo 187 que no es maacutes que un

desequilibrio entre la produccioacuten de especies reactivas del oxiacutegeno y la

capacidad del sistema bioloacutegico de detoxificar raacutepidamente los reactivos

intermedios o reparar el dantildeo resultante Este dantildeo consiste en la formacioacuten de

radicales libres de oxiacutegeno (RLO) como son el anioacuten superoacutexido (O2-) el

peroacutexido de hidroacutegeno (H2O2) y el radical hidroxilo (OH-)durante el periodo de

reperfusioacuten 188

Los radicales libres son moleacuteculas que contienen un electroacuten no

apareado que los hace sumamente reactivos y capaces de dantildear a otras

moleacuteculas transformaacutendolas a su vez en moleacuteculas muy reactivas una reaccioacuten

13 Introduccioacuten13

13 13 13

69

en cadena que causa dantildeo oxidativo Las especies reactivas se forman como

productos del metabolismo de los radicales libres y aunque no todas son

radicales libres son moleacuteculas oxidantes que se transforman faacutecilmente en

radicales libres lo que les confiere la caracteriacutestica de ser compuestos muy

dantildeinos para las ceacutelulas Estas especies reactivas dantildean tanto al ADN como a

las proteiacutenas transportadoras 189

Las especies reactivas del oxiacutegeno (ROS) y las especies reactivas de

nitroacutegeno (RNS) juegan un importante papel en la regulacioacuten de la

supervivencia celular En general niveles moderados de ROSRNS pueden

funcionar como sentildeales promotoras de proliferacioacuten celular sin embargo

grandes aumentos de ROSRNS pueden conducir a la muerte celular Bajo

condiciones fisioloacutegicas el equilibrio entre la formacioacuten y la eliminacioacuten de

ROSRNS mantiene la funcioacuten apropiada de las proteiacutenas sensibles al redox

asegurando la homeostasis redox en la que las ceacutelulas responden de manera

adecuada a los estiacutemulos endoacutegenos y exoacutegenos Alteraciones de la

homeostasis redox conducen al estreacutes oxidativo 190 Los ROS incluyen iones de

oxiacutegeno radicales libres y peroacutexidos 191 Los RNS con mayor significacioacuten

fisioloacutegica el oacutexido niacutetrico (NO) y el peroxinitrito (ONOO-)

El NO es un radical libre descubierto como mediador intracelular en

1980 cuando se estudiaban los mecanismos de accioacuten de los nitratos como

faacutermacos vasodilatadores 192 Es un radical pequentildeo y gaseoso con una alta

afinidad para la interaccioacuten con hemoproteiacutenas ferrosas como la guanilato

ciclasa soluble y la hemoglobina 193 El NO se produce por la oxidacioacuten de L-

arginina en L-citrulina proceso catalizado por las oacutexido niacutetrico sintasas (NOS)

13 Introduccioacuten13

13 13 13

70

que utilizan nicotinamida adenina dinucleoacutetido fosfato (NADPH) y oxiacutegeno

como sustratos 194

La enzima NOS presenta tres isoformas la NOS neuronal (nNOS tipo I)

la NOS inducible (iNOS tipo II) y la NOS endotelial (eNOS tipo III) Muchos

tejidos expresan una o dos de estas tres isoformas Las nNOS y eNOS son

expresadas en respuesta a incrementos de la concentracioacuten del calcio

intracelular 187 La isoforma iNOS o tipo II se expresa de forma inducible en

macroacutefagos en respuesta a mediadores inflamatorios (citoquinas

lipopolisacaacuteridos etc) y su actividad es independiente del calcio 195

El NO media numerosos procesos fisioloacutegicos relajacioacuten del musculo

liso vascular y no vascular neurotransmisioacuten perifeacuterica y central activacioacuten

plaquetaria y fototransduccioacuten 196 A nivel vascular el NO actuacutea como un

potente modulador local del tono vascular y de la hemostasis El NO producido

por el endotelio de los vasos actuacutea sobre las ceacutelulas musculares lisas

vasculares o sobre las del mismo endotelio produciendo un efecto final de

relajacioacuten celular que se traduce en vasorelajacioacuten y alteracioacuten de la

permeabilidad del endotelio vascular

Hay poca evidencia de que la produccioacuten endoacutegena de NO en el corazoacuten

sano juegue un papel importante en la modulacioacuten directa de la funcioacuten

cardiacuteaca sistoacutelica En estados patoloacutegicos (cardiopatiacutea dilatada sepsis rechazo

de injerto) se piensa que el aumento en las concentraciones de NO a nivel

miocaacuterdico puede ser debido a la induccioacuten de iNOS dentro de los miocitos asiacute

como a la infiltracioacuten de ceacutelulas inflamatorias pero la situacioacuten en el corazoacuten

del ser humano sigue estando poco clara 197

13 Introduccioacuten13

13 13 13

71

13 JUSTIFICACIOacuteN

Tras el anaacutelisis previo realizado encontramos

bull Que los dispositivos de AMC son una opcioacuten terapeacuteutica en los

pacientes que se encuentran en lista de espera de trasplante cardiaco

Estos dispositivos son la solucioacuten a la escasez de donantes

bull Que los dispositivos de AMC tienen como misioacuten mantener la perfusioacuten

de los oacuterganos sin embargo se asocian a complicaciones que pueden

llevar al fracaso multiorgaacutenico

bull Que es fundamental la optimizacioacuten perioperatoria (tipo de dispositivo de

AMC monitorizacioacuten y faacutermacos) en la implantacioacuten del dispositivo de

AMC Nuestro grupo de investigacioacuten ha desarrollado una liacutenea de

investigacioacuten en el afaacuten de contribuir a dicha optimizacioacuten en la que se

ha estudiado cuaacutel es el dispositivo de AMC maacutes adecuado en lo que se

refiere al flujo de los oacuterganos 198

bull Que los faacutermacos anesteacutesicos volaacutetiles (sevoflurano) tienen un efecto

beneficioso sobre el flujo de los oacuterganos frente a los anesteacutesicos

intravenosos (propofol) en cirugiacutea cardiovascular

bull Que no existen o al menos no hemos sido capaces de encontrar

trabajos en la literatura que comparen ambos anesteacutesicos (sevoflurano y

propofol) en los dispositivos de AMC

13 Introduccioacuten13

13 13 13

72

En este trabajo trataremos de dilucidar la importancia de la

optimizacioacuten de los faacutermacos anesteacutesicos (propofol versus sevoflurano) en los

dispositivos de AMC y proponer el protocolo maacutes oacuteptimo en cuanto al flujo de

los oacuterganos

73

2- HIPOacuteTESIS Y OBJETIVOS

13 Hipoacutetesis13 y13 Objetivos13

13 13 13

74

La anestesia inhalatoria con agentes halogenados (sevoflurano) ha

demostrado una superioridad frente a la anestesia intravenosa (propofol) en lo

que se refiere al flujo de los oacuterganos en cirugiacutea cardiovascular Sin embargo en

los pacientes con AMC auacuten no hay evidencia de cuaacutel de las dos es superior en

lo que se refiere al flujo de los oacuterganos la respuesta inflamatoria y el estreacutes

oxidativo en los pacientes portadores de estos dispositivos

21- HIPOacuteTESIS

Como hipoacutetesis de trabajo sugerimos que el sevoflurano produce un

efecto protector sobre el flujo de los oacuterganos frente al propofol en los

dispositivos de AMC (H1) asumiendo como hipoacutetesis nula (H0) el hecho de que

el sevoflurano no produce este efecto

22- OBJETIVOS

1 Objetivo principal estudiar el efecto del sevoflurano y propofol en el

flujo de los oacuterganos en un dispositivo de AMC de flujo continuo

13 Hipoacutetesis13 y13 Objetivos13

13 13 13

75

2 Objetivos secundarios

21 Estudiar el efecto del sevoflurano y propofol en las variables

hemodinaacutemicas de gasometriacutea arterial y hematoloacutegicas en un dispositivo

de AMC de flujo continuo

22 Estudiar el efecto del sevoflurano y propofol en los

marcadores plasmaacuteticos de dantildeo tisular en un dispositivo de AMC de

flujo continuo

23 Estudiar el efecto del sevoflurano y propofol en los

marcadores plasmaacuteticos de respuesta inflamatoria y de estreacutes oxidativo

en un dispositivo de AMC de flujo continuo

23- PLANTEAMIENTO

En este trabajo para el cumplimiento de los objetivos se ha planteado el

siguiente disentildeo

- Se ha seleccionado como animal de experimentacioacuten al cerdo minipig

macho

- Estudio experimental comparativo randomizado de dos grupos

(sevoflurano versus propofol) seguacuten el hipnoacutetico utilizado en el

mantenimiento anesteacutesico en la AMC

PROPOFOL (Grupo PROP n=5)

SEVOFLURANO (Grupo SEVO n=5)

13 Hipoacutetesis13 y13 Objetivos13

13 13 13

76

- Meacutetodo utilizado

1 Medicioacuten del flujo de los oacuterganos mediante la teacutecnica de microesferas

de colores 199 200

2 Estudio de las variables hemodinaacutemicas mediante el cateacuteter de

arteria pulmonar

3 Estudio de las variables de gasometriacutea arterial y hematoloacutegicas y

medicioacuten de los marcadores de dantildeo tisular de respuesta

inflamatoria y de estreacutes oxidativo mediante la extraccioacuten de muestras

de sangre arterial

- Variables del estudio

1 Variable principal microesferas de colores

2 Variables secundarias paraacutemetros hemodinaacutemicos y de gasometriacutea

arterial marcadores de dantildeo tisular respuesta inflamatoria y estreacutes

oxidativo

- Las variables anteriormente descritas se estudiaron en tres momentos

- Antes del clampaje aoacutertico (Basal)

- Antes de iniciar la asistencia ventricular (AAs)

- Transcurridos 30 minutos de la asistencia parcial (AP 30rsquo)

77

3- MATERIAL Y MEacuteTODO

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

78

31 Material

311- Animal de experimentacioacuten

El animal utilizado en este estudio fue el cerdo minipig macho Estos

animales pertenecen a una liacutenea desarrollada por Sachs en el Instituto

Nacional de la Salud en Bethesda (Maryland Estados Unidos) 201 como modelo

animal para la investigacioacuten en el trasplante de oacuterganos mediante la seleccioacuten

de tres genotipos homocigotos independientes en relacioacuten con el complejo

mayor de histocompatibilidad

Los animales proceden de la granja que el Instituto Tecnoloacutegico de

Desarrollo Agrario (ITDA) de la Consejeriacutea de Medio Ambiente de la

Comunidad de Madrid posee en el Complejo Agropecuario de Aranjuez El

ITDA es un establecimiento autorizado inscrito con el nuacutemero EX 013-C en el

Registro Oficial de Establecimientos de criacutea suministradores y usuarios de

animales para la experimentacioacuten y otros fines cientiacuteficos de la Comunidad de

Madrid seguacuten la Orden de 4 de agosto de 1989 (BOCM de 24 de agosto) En

este centro los cerdos se encuentran en instalaciones construidas

especiacuteficamente para ganado porcino similares a las de una granja

convencional que garantizan su bienestar El traslado del cerdo desde la

granja hasta las instalaciones de la Unidad de Medicina y Cirugiacutea Experimental

del Hospital General Universitario Gregorio Marantildeoacuten se realiza 24 horas antes

del procedimiento quiruacutergico en una jaula individualizada en la que permanece

hasta el momento de la intervencioacuten El animalario dispone de un ambiente

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

79

controlado con temperatura de 20-22degC y humedad relativa del 55

Toda manipulacioacuten de los animales se llevoacute a cabo seguacuten las normas

recogidas en la Directiva 201063UE y RD 532013 sobre proteccioacuten de los

animales utilizados para experimentacioacuten y otros fines cientiacuteficos Fue

concedida la aprobacioacuten del Comiteacute de Eacutetica de Experimentacioacuten animal y del

Comiteacute de Investigacioacuten del Hospital General Universitario Gregorio Marantildeoacuten

312- Quiroacutefano e instalaciones

El estudio se realizoacute en la Unidad de Medicina y Cirugiacutea Experimental

del Hospital General Universitario Gregorio Marantildeoacuten de Madrid con nuacutemero de

registro ES280790000087

Las experiencias fueron realizadas en el quiroacutefano (fig 6) Eacuteste incluye

dos mesas quiruacutergicas que permiten buena movilidad en todos los planos del

espacio cuatro laacutemparas quiruacutergicas de alta intensidad y equipo de

instrumental quiruacutergico estaacutendar asiacute como material de microcirugiacutea material

especiacutefico de cirugiacutea cardiaca y material anesteacutesico

El procesamiento de las muestras se realizoacute en el laboratorio de biologiacutea

molecular de la Unidad de Medicina y Cirugiacutea Experimental

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

80

Figura 6 Vista panoraacutemica del quiroacutefano de la Unidad de Cirugiacutea Experimental

del Hospital General Universitario Gregorio Marantildeoacuten (HGUGM)

313- Material anesteacutesico

3131- Faacutermacos anesteacutesicos

Los faacutermacos anesteacutesicos empleados en el estudio fueron

- Ketamina (Ketolarreg 50mgmL Parke-Davis Madrid Espantildea)

- Sulfato de Atropina (Atropinareg1mgmL Braun Medical Tarragona

Espantildea)

- Propofol (Diprivanreg 1 Astra Zeneca Madrid Espantildea)

- Sevoflurano (Sevoranereg Abbot Laboratories SA Espantildea)

- Fentanilo (Fentanestreg015 mg3 mL Kern Pharma Barcelona Espantildea)

- Besilato de atracurio (Tracriumreg25 mg25 mL GlaxoSmithKline Espantildea)

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

81

3132- Material fungible

- Abbocath nordm20G para canalizacioacuten de vena perifeacuterica en oreja izquierda

- Tubo endotraqueal Para la intubacioacuten orotraqueal se utilizoacute un tubo

estaacutendar del nordm 55 o del 6 dependiendo del peso del espeacutecimen

modelo Murphy con baloacuten

- Cateacuteteres vasculares colocados mediante la teacutecnica de Seldinger para

canalizar la arteria y vena femorales (9 y 75 F respectivamente)

- Cateacuteter de Swan-Ganz (S-G) o cateacuteter de arteria pulmonar (75 F Swan-

Ganz CCOmbo catheter Edwards Lifesciences Irvine California

Estados Unidos)

3133- Sistemas de monitorizacioacuten hemodinaacutemica y ventilatoria

Monitorizacioacuten Hemodinaacutemica

- Monitor con electrocardiograma continuo y presioacuten arterial invasiva

(Siemens SC 9000 Siemens Medical Systems MA Estados Unidos)

- Monitor de gasto cardiaco continuo y oximetriacutea (Vigilance Edwards Critical-

Care Division Irvine California Estados Unidos)

- Desfibrilador con palas externas e internas (HVE Miami Estados Unidos)

Monitorizacioacuten Ventilatoria

- Respirador Draumlger SA 1 (Draumlger Medical AG Luumlbeck Alemania) (fig 7)

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

82

- Capnoacutegrafo Ohmeda 5250 RGM con pulsioximetriacutea (General Electric

Health Care Estados Unidos) (fig 8)

- Analizador de gases en sangre (GEMregPremiere 3000 Virginia Estados

Unidos) (fig 9)

Figura 7 Respirador

Draumlger SA 1

Figura 8Capnoacutegrafo

Ohmeda

Figura 9Analizador de

gases en sangre

GEMregPremiere

314- Dispositivo de asistencia mecaacutenica circulatoria

El dispositivo de asistencia mecaacutenica circulatoria empleado en el estudio

fue la bomba Biomeacutedicus 540 (Medtronicreg Minneapolis Estados Unidos)

La bomba Biomeacutedicus es un dispositivo de flujo continuo de localizacioacuten

extracorpoacuterea siendo posible la asistencia univentricular o biventricular La

bomba Biomeacutedicus estaacute compuesta de una estructura acriacutelica riacutegida no moacutevil

con una entrada y salida dispuestas entre ellas en aacutengulo recto El mecanismo

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

83

moacutevil o impulsor estaacute compuesto de varios conos paralelos que son impulsados

magneacuteticamente mediante un motor externo dispuesto en la consola de control

Dicho motor impulsa el disco metaacutelico localizado en la base del dispositivo

mediante fuerzas magneacuteticas por lo que no existe una continuidad entre el

motor y el disco metaacutelico de la bomba (fig 10)

Figura 10Fotografiacutea y esquema de la bomba Biomeacutedicus Entrada del flujo (A)

Salida del flujo (B) Conos (rotor) (C) Disco metaacutelico impulsor (D)

Tras el purgado de la bomba y la conexioacuten con las caacutenulas de entrada y

salida eacutesta es acoplada al motor de la consola (fig 11)

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

84

(A) (B)

Figura 11 Motor de la consola una vez implantada la bomba Biomeacutedicus

Caacutenula entrada del flujo sanguiacuteneo desde el ventriacuteculo (izquierda) (A) Caacutenula

de salida del flujo sanguiacuteneo hacia la aorta (derecha) (B)

Consola de control

La consola empleada en el estudio fue la Consola Biomeacutedicus

(Medtronic Biomedicusreg Inc Eden Prairie Minn) de la bomba centrifuga

Biomeacutedicus (fig 12) Esta consola incluye el motor donde se adapta la bomba

centrifuga en su parte frontal El panel de mandos presenta una gran

simplicidad ya que este tipo de bomba modifica el flujo dependiendo de las

revoluciones del motor Tambieacuten dispone de un sistema de alarmas para evitar

una elevada presioacuten negativa en el circuito asiacute como un sistema de parada si

se detecta aire en interior del circuito lo cual conllevariacutea un elevado riesgo de

embolismos aeacutereos

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

85

Figura 12 Consola Biomeacutedicus dos consolas independientes entre siacute

controlan los flujos y las revoluciones por minuto de la bomba

Caacutenulas

La caacutenula arterial empleada en el estudio fabricada por nuestro grupo

de investigacioacuten estaacute compuesta por una proacutetesis de PTFE (Goretexreg) de 10

mm de diaacutemetro unida a un conector de policarbonato Jostra 38-12 (MAQUET

GmbH ampCo KG) Para el drenaje del ventriacuteculo izquierdo se utilizoacute una caacutenula

Medtronic ultraflex de 23 F (Medtronic Inc Minneapolis Estados Unidos) Esta

caacutenula estaacute disentildeada originalmente para el drenaje venoso de la auriacutecula

derecha durante la circulacioacuten extracorpoacuterea Estaacute perforada en una sola etapa

con pared fina anillada resistente al acodamiento La punta es multiperforada

y ofrece un buen perfil de succioacuten si se posiciona adecuadamente (para ello se

realizoacute una marca para calcular la profundidad de colocacioacuten de la misma)

Para su conexioacuten a la asistencia se utilizoacute un conector de policarbonato Jostra

38-12 (Maquet GmbH amp Co KG)

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

86

Sistema de registro

- Transductores de presioacuten (Edwards Lifesciences Irving California

Estados Unidos) para monitorizar la presioacuten en la caacutenula de entrada y en

la de salida del dispositivo

- Medidores ultrasoacutenicos del flujo sanguiacuteneo desarrollados en el

Laboratorio de Circulacioacuten Artificial de la Unidad de Cirugiacutea Experimental

del Hospital General universitario Gregorio Marantildeoacuten Basados en placas

electroacutenicas DIGIFLOW EXT1 (EMTECreg Alemania) que se montan en

soportes metaacutelicos y se les antildeaden interfases con la electroacutenica

apropiada para visualizar la medida de flujo Las placas estaacuten provistas

de una salida analoacutegica que es la que utiliza el sistema de registro para

monitorizar el flujo instantaacuteneo Colocamos un sensor de flujo en la

caacutenula de salida del dispositivo de modo que pudimos monitorizar y

registrar de forma continua el flujo de la AMC

- Ordenador portaacutetil convencional (Para el control del dispositivo de

asistencia) conectado a un registrador que integra las sentildeales de

entrada y las incorpora al software (presiones flujos) El software de

registro y control de la asistencia fue disentildeado en el Laboratorio de

Circulacioacuten Artificial de la Unidad de Cirugiacutea Experimental del HGUGM

13 Material13 y13 Meacutetodo13

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315- Marcadores del flujo de los oacuterganos

En nuestro estudio se utilizaron microesferas coloreadas para determinar

la distribucioacuten del flujo de los oacuterganos (Dye-Trak Triton Technology Inc San

Diego California Estados Unidos) Las microesferas tienen un diaacutemetro de 12

micras inyectaacutendose 15 millones de microesferas en cada momento del

estudio

3151-REACTIVOS

- Alcohol Etiacutelico (ETOH) (Sigma-Aldrich 27074-1)

- Tween 80 (Sigma-Aldrich 27436-4)

- Triton X-100 (Sigma-Aldrich 27074-1)

- Hidroacutexido Potaacutesico pellets (FW 5611) (Sigma-Aldrich 22147-3)

- Aacutecido Clorhiacutedrico 37 (Sigma-Aldrich 25814-8)

- Azida soacutedica (FW 6501) (Sigma-Aldrich 19993-1)

- Dimetil Formamida (DMF) (Sigma-Aldrich 15481-4)

- Etanol Acidificado (1l Etanol + 2 ml Aacutecido Clorhiacutedrico)

3152- SOLUCIONES

1 Solucioacuten para la digestioacuten alcalina (1M SDA)

1- Poner 2000 ml de agua destilada en un vaso de precipitado de 2 L

2- Colocarlo sobre un agitador magneacutetico con calefactor (a unos 50ordmC)

3- Poner en el vaso un imaacuten de agitacioacuten y comenzar a agitar a alta

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88

velocidad

4- Antildeadir 11222 gramos de pellets de hidroacutexido potaacutesico al agua y agitar

hasta que la solucioacuten esteacute clara

5- Desconectar el calefactor y continuar agitando hasta que se alcance

la temperatura ambiente

6- Guardar la solucioacuten en botellas de plaacutestico

2 Solucioacuten acidificada de etanol

1- En un vaso de precipitado poner 1 litro de Etanol

2- Antildeadir 2 mL de Aacutecido Clorhiacutedrico (HCL al 37) y agitar

3- Guardar en botella de plaacutestico

4- Solucioacuten de HCL al 37 en Etanol al 02 volumenvolumen

3 Solucioacuten Tritonreg X-100 al 10

1- Poner 1800 mL de agua destilada en un vaso de precipitado de 2 L

2- Colocarlo en un agitador magneacutetico con calefactor ajustado a unos

50ordmC

3- Colocar un imaacuten agitador y agitar a alta velocidad

4- Antildeadir 020 gramos de Azida Soacutedica al agua destilada

5- Antildeadir 200 mL de Tritonreg X-100 y agitar hasta que la solucioacuten esteacute

clara

6- Desconectar el calefactor y dejar enfriar agitando hasta que la

solucioacuten alcance la temperatura ambiente

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89

7- Guardar en botella de plaacutestico

4 Solucioacuten Tweenreg 80 al 10

En un tubo de polipropileno de 15 ml antildeadir 45 ml de agua destilada y

05 ml de Tweenreg 80 Poner en un agitador rotatorio durante 15 minutos

5 Solucioacuten Tweenreg 80 al 005 Solucioacuten Salina (solucioacuten transportadora de

microesferas STM)

Mezcla de 995 mL de suero salino con 05 mL de la Solucioacuten Tweenreg

80 al 10 Esta solucioacuten se utiliza para disolver las microesferas antes de

inyectarlas

3153- MATERIAL

- 50 mL de STM

- 4 tubos de polipropileno de 15 mL

- Jeringas de 2 5 y 10 mL (BD Plastipakreg Becton Dickinson SA

Madrid Espantildea)

- Agujas intravenosas 21 G de 082 mm x 254 mm (Monojet Magellanreg

Tyco Healthcare Group LP Estados Unidos)

- Espectrofotoacutemetro (Jenwayreg 6305 Reino Unido)

- Centriacutefuga refrigerada (Heraeusreg Espantildea)

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90

3154- PREPARACIOacuteN DE LOS TUBOS DE MICROESFERAS (ME)

1 Marcar los tubos con los colores de las ME que van a llevar

2 Antildeadir a cada tubo 5 mL de STM

3 Antildeadir 15 mL de microesferas amarillas al tubo de amarillas

4 Antildeadir 15 mL de microesferas naranjas al tubo de naranjas

5 Antildeadir 15 mL de microesferas violetas al tubo de violetas

6 Enrasar todos los tubos a 10 mL con STM

7 Tapar los tubos y agitar

8 Dejar en nevera hasta su utilizacioacuten

316- Marcadores de respuesta inflamatoria

1 Cuantificacioacuten de HSPA1A (Hsp72Hsp70) 180

- Kit de ELISA EKS-715 (Assay-Designs-Stressgen Ann Arbor Michigan

USA)

2 Factor Necrosis Tumoral-alfa (TNF-α)

- Teacutecnica de ELISA comercial final (Quantikinereg Porcine TNF-α RampD

Systems Abingdon UK)

3 Complemento 3 (C3)

- Teacutecnica de ELISA saacutendwich comercial utilizando el Porcine Complement

3 (C3) ELISA Kit (Cat Nordm CSB-E06920p Cusabio Wuhan Hubei

Province 430223 PR China)

317- Marcador de estreacutes oxidativo Oxido Niacutetrico (NO)

- Kit Nitric Oxide ColorimetriC Assay Kit (Oxford Biomedical Research

Oxford MI 48371 USA)

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91

32 Meacutetodo

321- Tipo de estudio

Estudio experimental comparativo randomizado (Microsoft Excel 2003)

de dos grupos seguacuten el hipnoacutetico utilizado en el mantenimiento anesteacutesico de la

experiencia

- PROPOFOL (Grupo PROP n=5)

- SEVOFLURANO (Grupo SEVO n=5)

322- Meacutetodo anesteacutesico

Inicialmente se premedicoacute al animal con ketamina (20 mgKg)

intramuscular (im) y atropina (004 mgKg) im Posteriormente se procedioacute a la

realizacioacuten de la anestesia general aplicando el siguiente protocolo

1- Monitorizacioacuten electrocardiograacutefica continua para la obtencioacuten de la

variable - FC frecuencia cardiaca

2- Colocacioacuten del pulsioxiacutemetro en la oreja del animal para la obtencioacuten

de la saturacioacuten arterial de oxiacutegeno

3- Canalizacioacuten de la vena marginal de la oreja

4- Induccioacuten anesteacutesica con propofol 4mgKg intravenoso (iv) y fentanilo

25 microgKg iv

5- Intubacioacuten orotraqueal y conexioacuten al respirador en modo ventilacioacuten

mecaacutenica controlada por volumen con fraccioacuten inspirada de oxiacutegeno

de 1 y volumen corriente de 6-12 mLKg para mantener normocapnia

6- Mantenimiento anesteacutesico con propofol 11-12 mgkgh (grupo

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92

PROPOFOL) o con sevoflurano entorno 1 CAM (2) (grupo

SEVOFLURANO) junto con fentanilo 25 microgKg30 min y besilato de

atracurio 03 mgKg30 min

7- Canalizacioacuten de la arteria femoral derecha mediante teacutecnica de

Seldinger para el estudio de la variable

- PAm presioacuten arterial media sisteacutemica

8- Canalizacioacuten de la yugular interna derecha mediante teacutecnica de

Seldinger y colocacioacuten del cateacuteter de arteria pulmonar para la

obtencioacuten de las variables hemodinaacutemicas

- PAPm presioacuten arterial pulmonar media

- PVC presioacuten venosa central

- PCP presioacuten capilar pulmonar

- GC gasto cardiaco continuo

- Ic iacutendice cardiaco

- SvO2 saturacioacuten venosa mixta

- RVS resistencia vascular sisteacutemica

- IRVS iacutendice de resistencia vascular sisteacutemica

- RVP resistencia vascular pulmonar

- IRVP iacutendice de resistencia vascular pulmonar

- VS volumen sistoacutelico

- IVS iacutendice volumen sistoacutelico

- ITSVI iacutendice de trabajo del ventriacuteculo izquierdo

- ITSVD iacutendice de trabajo del ventriacuteculo derecho

- Ta temperatura

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93

9Mediante gasometriacuteas arteriales hemos obtenido los paraacutemetros

- PaO2 presioacuten arterial de oxiacutegeno

- PaCO2 presioacuten arterial de dioacutexido de carbono

- HCO3- bicarbonato

- pH

10Hemograma para el estudio de los paraacutemetros hematoloacutegicos

- Hb hemoglobina

- Hcto hematocrito

- Plaquetas

- Hematiacutees

El estudio de las variables hemodinaacutemicas de gasometriacutea arterial y

hematoloacutegicas se realizaron en 3 momentos del estudio

- Antes del clampaje aoacutertico (Basal)

- Antes de iniciar la asistencia ventricular (AAs)

- Transcurridos 30 minutos de la asistencia parcial (AP 30rsquo)

323 Meacutetodo quiruacutergico

En todas las experiencias se aplicoacute el siguiente protocolo quiruacutergico

1 Realizacioacuten de esternotomiacutea media (con sierra portaacutetil Stryker) con

diseccioacuten por planos hasta el esternoacuten realizaacutendose hemostasia del muacutesculo y

del plano celular subcutaacuteneo con electrocauterio (Valleylab)

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94

2 Una vez expuesto el mediastino anterior se colocoacute un separador (de

Finocchieto) y se realizoacute reseccioacuten del timo En este punto de la intervencioacuten

las dos venas mamarias internas se disecaron y ligaron para evitar

laceraciones accidentales y peacuterdida de sangre permitiendo una mayor

separacioacuten de las tablas esternales sin riesgo de lesioacuten de la vena innominada

Posteriormente se realizoacute la apertura del pericardio en T invertida colocando

puntos firmes de traccioacuten consiguiendo una adecuada exposicioacuten del corazoacuten

3 Colocacioacuten de un Abbocath 14G en la orejuela izquierda para

administrar la solucioacuten de las microesferas de colores viacutea idoacutenea para una

adecuada homogenizacioacuten y distribucioacuten posterior por los tejidos 202

4 Separacioacuten de la arteria pulmonar y aorta para realizar posteriormente

un clampaje lateral de la aorta (fig 13)

Figura 13 Separacioacuten aorta y arteria pulmonar

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95

5 Administracioacuten de heparina soacutedica iv al animal (4 mgKg)

6 Cinco minutos despueacutes de la administracioacuten de la heparina se realizoacute

el clampaje lateral de la aorta toraacutecica ascendente (clampaje parcial clamp de

Derra) (fig 14A) Posteriormente se realizoacute una aortotomiacutea longitudinal de 15

cm y la anastomosis de la caacutenula eferente a la aorta (mediante sutura de

polipropileno de 50 Prolene) (fig 14B)

7 Tras completar la anastomosis se colocoacute un ldquoclamprdquo de tubos en la

caacutenula y se procedioacute al desclampaje lateral aoacutertico

8 Se implantoacute la caacutenula aferente o del aacutepex ventricular izquierdo Para

ello se realizaron dos suturas circulares o en ldquobolsa de tabacordquo en la punta del

ventriacuteculo izquierdo (usando una sutura de polipropileno de 30 Prolene) para

posteriormente pasar cada una por sendos torniquetes desechables Despueacutes

se realizoacute una incisioacuten en cruz en el centro de ambas bolsas (bisturiacute nordm 14) y se

dilatoacute con una pinza de Crile Finalmente se insertoacute la caacutenula aferente por este

orificio mediante movimientos rotacionales Se anudaron 2 ligaduras uniendo

los torniquetes y la caacutenula (fig 14C)

13 Material13 y13 Meacutetodo13

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Figura 14 Clampaje lateral de la aorta toraacutecica ascendente (A) Exposicioacuten

aacutepex ventriacuteculo y colocacioacuten suturas circulares (B) Caacutenula de drenaje

ventriacuteculo izquierdo (aferente) y Caacutenula aoacutertica (eferente) (C)

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324 Meacutetodo del estudio del flujo de los oacuterganos

En este estudio se utilizaron microesferas de colores para medir el flujo

sanguiacuteneo en los distintos tejidos meacutetodo ya descrito en la literatura 199 200 203 y

utilizado por nuestro grupo de investigacioacuten en estudios previos 198 El principio

baacutesico de las teacutecnicas de depoacutesito para la medida de flujos regionales consiste

en que el depoacutesito es proporcional al flujo (por unidad de volumen o masa de

tejido) es decir que la fraccioacuten de gasto cardiacuteaco que irriga una regioacuten en

particular estaacute definida por el depoacutesito fraccionado del marcador depositado en

dicha zona 200 La idea es que los marcadores depositados dan una medida por

unidad de volumen de tejido a nivel de los capilares En principio es mejor

medir el flujo por unidad de tejido extravascular puesto que la fraccioacuten de

sangre de un oacutergano no es la fraccioacuten metabolizante del oacutergano La medida

estaacutendar es ldquoflujo por gramo de tejido totalrdquo 200 Y es asiacute como el uso de

diferentes microesferas coloreadas en diferentes momentos nos permite

comparar el flujo en diferentes momentos analizando el nuacutemero de

microesferas coloreadas depositadas en cada oacutergano

VIacuteA DE ADMINISTRACIOacuteN

La inyeccioacuten de microesferas de colores se realizoacute a traveacutes de la

auriacutecula izquierda del animal

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98

MOMENTOS ADMINISTRACIOacuteN MICROESFERAS

Las microesferas se administraron en 3 momentos del estudio

bull Antes del clampaje aoacutertico (Basal) microesferas BLANCAS

bull Momento Basal (una vez colocada la asistencia antes de su

puesta en marcha) (AAs) microesferas AMARILLAS

bull Asistencia Parcial (despueacutes de 30 minutos de asistencia parcial)

(AP 30) microesferas VIOLETAS

OacuteRGANO A ESTUDIAR

Se estudiaron los siguientes oacuterganos cerebro (loacutebulo frontal derecho e

izquierdo) corazoacuten (ventriacuteculos derecho e izquierdo) rintildeoacuten (polo inferior de

ambos rintildeones) pulmoacuten (loacutebulo medio del pulmoacuten derecho) hiacutegado (loacutebulo

izquierdo) e intestino delgado (iacuteleon terminal)

PROCESAMIENTO DE LAS MUESTRAS DE TEJIDO

Una vez obtenidas las muestras de los oacuterganos se aplicoacute el siguiente

protocolo

Obtencioacuten y almacenamiento

Obtener una muestra de tejido de unos 3 gramos (de cada oacutergano a

estudiar) y colocarla en un tubo de polipropileno de 15 mL Las muestras

pueden permanecer en nevera (0-40ordmC) durante 2-3 diacuteas o pueden permanecer

a temperatura ambiente durante cortos periodos de tiempo

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99

Procedimiento de control

Antildeadir 10000 microesferas azules de control (100 microL) de una solucioacuten

control de microesferas azules agitadas constantemente a cada tubo

Protocolo Digestioacuten Alcalina

1 Se antildeaden 6 mL de SDA a los tubos de 15 mL Posteriormente se

colocan los tubos en una estufa a 50ordmC durante toda la noche Por la mantildeana

se abren los tubos para dejar escapar el gas acumulado y despueacutes se agitan

en voacutertice durante 15-30 segundos La mezcla de tejido deberaacute estar

completamente homogeneizada y los tubos se colocaraacuten de nuevo en la estufa

durante 1 hora maacutes

2 Despueacutes de la hora adicional repetir la agitacioacuten con voacutertice

Inspeccionar los tubos y si aparecen partiacuteculas de tejido sin digerir repetir el

procedimiento con la estufa a 60 ordmC hasta la digestioacuten total

3 Cuando haya finalizado el proceso de digestioacuten retirar los tubos de la

estufa y rellenarlos con agua destilada a 50 ordmC hasta la marca superior del

tubo Tapar los tubos y mezclarlos bien con agitacioacuten manual e inversioacuten

4 Centrifugar los tubos 15 minutos a 1500 g (2500 rpm) y aspirar el

sobrenadante verde-marroacuten de cada tubo sin aspirar el pellet

5 Resuspender el pellet con 10 Tritoacuten X-100 Usar 12 mL en los tubos

de 15 mL Los pasos siguientes requeriraacuten sonicacioacuten o agitacioacuten con voacutertice

para ayudar al proceso de digestioacuten Como se procesa cerebro se sustituye el

Tritoacuten al 10 por Tritoacuten al 15 y se repiten los pasos 5 y 6 dos veces

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100

6 Centrifugar otra vez los tubos 5 minutos a 1500 g y aspirar el

sobrenadante de cada tubo sin aspirar el pellet

7 Resuspender el pellet con Etanol acidificado Usar 12 mL en los tubos

de 15 mL Mezclar con el voacutertice o el sonicador para deshacer el pellet Limpiar

el sonicador con alcohol despueacutes de cada utilizacioacuten

8 Centrifugar los tubos 5 minutos a 1500 g y aspirar el sobrenadante de

cada tubo sin aspirar el pellet

9 Resuspender el pellet con alcohol etiacutelico Usar 12 mL en los tubos de

15 mL Mezclar con el voacutertice o el sonicador para deshacer el pellet Limpiar el

sonicador con alcohol despueacutes de cada utilizacioacuten

10 Centrifugar otra vez los tubos 5 minutos a 1500 g y aspirar el

sobrenadante de cada tubo sin aspirar el pellet

Recuperacioacuten de las microesferas y anaacutelisis del colorante

Antes de realizar el anaacutelisis de los colorantes de microesferas se realizoacute

la calibracioacuten de la liacutenea base del espectrofotoacutemetro Esta calibracioacuten se realizoacute

con un ldquoscanrdquo con solo disolvente en la cubeta El ldquoscanrdquo se realizoacute sobre las

longitudes de onda de 350 a 700 nm

Protocolo de Recuperacioacuten de microesferas y colorante por evaporacioacuten

1 Dejar evaporar el pellet y la pequentildea cantidad de Alcohol Etiacutelico a

temperatura ambiente durante la noche La evaporacioacuten se puede acelerar con

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13 13 13

101

una estufa a 50ordmC pero si se superan los 50ordmC el tubo de plaacutestico puede

absorber algo del colorante

2 Antildeadir 250 microL del disolvente (DMF) a las microesferas secas en cada

tubo y agitar con voacutertice

3 Dejar reposar los tubos durante 15 minutos como miacutenimo para permitir

que el disolvente extraiga el colorante de todas las microesferas Agitar los

tubos con voacutertice otra vez y centrifugarlos a 1500 g durante 5 minutos para

formar un pellet con las microesferas vaciacuteas y cualquier resto remanente

Aspirar el sobrenadante con una pipeta Pasteur cuidadosamente para no

aspirar nada del pellet del fondo

4 Colocar el sobrenadante en la cubeta del espectrofotoacutemetro para

medir la absorbancia

- Blanco 370 nm

- Amarillo 448 nm

- Violeta 594 nm

- Azul 670 nm

CAacuteLCULO DEL NUacuteMERO DE MICROESFERAS

El caacutelculo del nuacutemero de microesferas se basa en la absorbancia de una

solucioacuten control de 5000 microesferas (ME) para cada color utilizado

1- El nuacutemero absoluto de microesferas de una muestra se obtiene

dividiendo su absorbancia (Abs) por la absorbancia de 5000

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102

microesferas del mismo color multiplicado por 5000

Nordm ME (muestra) = [Abs (muestra) Abs (5000 ME)] x 5000

2- Una vez calculado ese nuacutemero hay que corregirlo por el nuacutemero de

microesferas azules de control A cada tubo con la muestra de tejido se

le antildeaden 10000 microesferas azules de control para estimar las

microesferas que se pueden perder durante el procesado de las

muestras

Nordm ME (corregidas por azules) = [Nordm ME (muestra) Nordm ME (azules)] x 105

3- La siguiente correccioacuten la efectuamos por el nuacutemero de microesferas

que se inyectan al animal Se han inyectado 15 millones de

microesferas en cada inyeccioacuten

Nordm ME (por milloacuten) = Nordm ME (corregidas por azules)

millones de ME inyectadas

4- Por uacuteltimo debemos corregir el nuacutemero de microesferas por gramo

(g) de tejido analizado

Nordm ME (por milloacuten y g) = Nordm ME (por milloacuten) peso (g) de la muestra de tejido

Se obtiene al final el nuacutemero de microesferas por milloacuten y gramo de

tejido Para el estudio de los flujos tisulares se han calculado los porcentajes de

variacioacuten de las microesferas antes de asistencia respecto al momento basal

(antes de clampaje aoacutertico) y a los 30 minutos de asistencia parcial respecto al

momento antes de iniciar la asistencia 198

13 Material13 y13 Meacutetodo13

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103

325- Meacutetodo del estudio de marcadores de dantildeo tisular

La muestra de sangre se obtiene de la arteria femoral derecha del

animal Esta es trasladada al laboratorio central del HGUGM donde se analizan

las siguientes determinaciones bioquiacutemicas

- ALT alanina aminotransferasa

- AST aspartato aminotransferasa

- GGT gamma-glutamil-transpeptidasa

- Bilirrubina

- FA fosfatasa alcalina

- LDH lactato deshidrogenasa

- Creatinina

- Urea

- Aacutecido Laacutectico

Las determinaciones bioquiacutemicas anteriormente descritas se realizaron

en 3 momentos del estudio

- Antes del clampaje aoacutertico (Basal)

- Antes de iniciar la asistencia ventricular (AAs)

- Transcurridos 30 minutos de la asistencia parcial (AP 30rsquo)

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104

326- Meacutetodo del estudio de la respuesta inflamatoria

La sangre se obtiene de la arteria femoral derecha del animal en un

volumen aproximado de 10 mL por muestra que se recogen en dos tubos con

aacutecido etilendiaminotetraaceacutetico (EDTA) como anticoagulante

Se centrifugan a 3600 rpm durante 15 min a 4ordmC y el sobrenadante se

aliacutecuota en tubos eppendorf de 15 mL Se conservan a -80ordmC hasta su

procesamiento

1 Cuantificacioacuten de HSPA1A (Hsp72Hsp70)

Se cuantificoacute HSPA1A en muestras de plasma diluidas 15 mediante el

kit de ELISA EKS-715 siguiendo las instrucciones del fabricante El test EKS-

715 reconoce la HSPA1A recombinante y la forma nativa en plasma y suero y

no tiene reactividad cruzada con HSPA8 (Hsp70 constitutiva)

Se prepara una curva de calibracioacuten con 6 puntos partiendo de un

estaacutendar de [Hsp70] = 10 microgmL obteniendo un intervalo de 125 -020 ngmL

asiacute como un blanco de reaccioacuten Se pipetean por duplicado 100 microl de los

estaacutendares y las muestras de plasma (diluidas 15) La Hsp70 circulante se une

al anticuerpo monoclonal formando un complejo que queda fijado a la

microplaca La adicioacuten de anticuerpos policlonales de conejo especiacuteficos contra

estas proteiacutenas y un sustrato de tetrametilbenzidina genera un color azul de

intensidad proporcional a la cantidad de Hsp70 de cada muestra La reaccioacuten

se para antildeadiendo 2HSO4 2N La intensidad de color producido se lee a una

longitud de onda de 450 nm (referencia 540-570 nm) La concentracioacuten de

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13 13 13

105

Hsp70 de las muestras expresada en ngmL se obtiene por interpolacioacuten en la

curva estaacutendar bilogariacutetmica de las absorbancias obtenidas en las muestras

desconocidas Los coeficientes de variacioacuten intra- e inter-ensayos fueron

lt10 La linealidad fue de 034-625 ngmL y la sensibilidad de 030 ngmL

2 Factor de Necrosis Tumoral alfa

EL TNF-α se cuantifica por duplicado en muestras de plasma no diluidas

mediante teacutecnica de ELISA comercial final de acuerdo con las instrucciones

del fabricante La concentracioacuten de TNFα se obtiene por interpolacioacuten sobre

curva patroacuten de regresioacuten lineal y rango de 375 pgmL-117 pgmL

La miacutenima dosis detectable de TNF-α porcino es de 28-50 pgmL con

una sensibilidad media de 37 pgmL No se ha detectado reactividad cruzada o

interferencias con otras interleuquinas porcinas

3 Complemento 3

El C3 se cuantifica en muestras de plasma porcino sin diluir mediante

teacutecnica de ELISA saacutendwich comercial utilizando el Porcine Complement 3 (C3)

ELISA Kit Para aumentar la sensibilidad del kit las muestras se incubaron en

la placa durante 20h a 4ordmC y posteriormente se siguieron las instrucciones del

fabricante La curva patroacuten se elaboroacute a partir de estaacutendares de 300 pgmL-94

pgmL

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106

Las determinaciones de los biomarcadores de respuesta inflamatoria

anteriormente descritos se realizaron en 3 momentos del estudio

- Antes del clampaje aoacutertico (Basal)

- Antes de iniciar la asistencia ventricular (AAs)

- Transcurridos 30 minutos de la asistencia parcial (AP 30rsquo)

327- Meacutetodo del estudio del estreacutes oxidativo medicioacuten del NO

El plasma de los cerdos se diluyoacute 125 tras optimizar el desarrollo del kit

con el que se cuantificoacute Nitric Oxide ColorimetriC Assay Kit

A partir de una solucioacuten stock de 500 microM de NO y por diluciones seriadas

se elabora una curva patroacuten de entre 50 y 05 microM

El kit permite cuantificar con exactitud hasta 1pmolmicroL asymp1 microM de NO

La absorbancia final de las muestras se lee en un espectrofotoacutemetro

dotado con un filtro para una λ= 540 nm

La determinacioacuten de oacutexido niacutetrico se realizoacute en 3 momentos del estudio

- Antes del clampaje aoacutertico (Basal)

- Antes de iniciar la asistencia ventricular (AAs)

- Transcurridos 30 minutos de la asistencia parcial (AP 30rsquo)

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107

328- Desarrollo de las experiencias

Los animales fueron asignados a uno de los 2 grupos de estudio (grupo

PROP y grupo SEVO) Una vez anestesiado el animal y colocado el dispositivo

de AMC se comenzoacute la experiencia propiamente dicha

El cateacuteter de arteria pulmonar nos permitioacute medir el gasto cardiaco

(previo al funcionamiento de la AMC) valor que nos sirvioacute como referencia del

gasto cardiaco basal que utilizamos para estimar el flujo en asistencia parcial

Para entrar en asistencia parcial ajustamos el flujo de la asistencia para

conseguir el 50 del gasto cardiaco basal El dispositivo de AMC permanecioacute

en fase de asistencia parcial durante 30 minutos Estos ajustes fueron

controlados principalmente por el sensor de flujo colocado en la caacutenula eferente

del dispositivo de AMC

Mediciones

Para estudiar el flujo de los oacuterganos se administraron microesferas de

colores en 3 momentos de la experiencia

- Antes del clampaje aoacutertico (Basal)

- Antes de iniciar la asistencia ventricular (AAs)

- Transcurridos 30 minutos de la asistencia parcial (AP 30rsquo)

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108

Se realizaron en los 3 momentos del estudio anteriormente descritos

1 Estudios hemodinaacutemicos

2 Gasometriacuteas arteriales

3 Determinaciones hematoloacutegicas

4 Determinaciones de marcadores de dantildeo tisular

5 Determinaciones de biomarcadores de respuesta inflamatoria

6 Determinaciones de oacutexido niacutetrico

Finalizado el estudio el animal fue sacrificado con cloruro potaacutesico y se

obtuvieron biopsias del cerebro (loacutebulo frontal derecho e izquierdo) ventriacuteculo

izquierdo (endocardio y epicardio) ventriacuteculo derecho hiacutegado (loacutebulo

izquierdo) pulmoacuten (loacutebulo medio del pulmoacuten derecho) rintildeoacuten (polo inferior de

ambos rintildeones) e intestino delgado (iacuteleon terminal) para la realizacioacuten del

estudio del flujo sanguiacuteneo tisular

329- Meacutetodo estadiacutestico

Como se ha indicado en apartados anteriores la hipoacutetesis del estudio se

centra en la demostracioacuten objetiva de la superioridad de un protocolo

anesteacutesico (sevoflurano) en el flujo de los oacuterganos en los dispositivos de AMC

Por lo tanto el objetivo principal del estudio desde un punto de vista numeacuterico

se centra en la demostracioacuten de un aumento significativo en el valor medio de

los paraacutemetros que nos informan sobre la existencia de dicha superioridad

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

109

(medicioacuten del flujo de los oacuterganos mediante la teacutecnica de microesferas de

colores)

Tamantildeo muestral

Teniendo en cuenta la variable principal de estudio flujo de los oacuterganos

hemos calculado el tamantildeo muestral con el programa GRANMO

El tamantildeo muestral se ha prefijado en funcioacuten de otros estudios similares

59 Con 5 cerdos en cada grupo se obtiene una potencia del 90 para detectar

diferencias entre las medias de PROPOFOL y SEVOFLURANO de 50 o

maacutes Se asume un riesgo alfa del 5 y una desviacioacuten tiacutepica de 25

Este tamantildeo muestral ha permitido detectar como estadiacutesticamente

significativas la mayoriacutea de las comparaciones realizadas entre los 2 grupos en

el flujo de los diferentes oacuterganos

Estadiacutestica descriptiva

Para las variables cuantitativas continuas se calculoacute la media como

medida de tendencia central y el error estaacutendar de la media (SEM) como

medida de dispersioacuten

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

110

Estadiacutestica Inferencial

En el caso de las variables continuas en primer lugar se analizoacute si la

variable seguiacutea una distribucioacuten normal (Kolmogorov-Smirnov) En caso de

asumir normalidad se aplicoacute la t de Student para muestras independientes

Significacioacuten estadiacutestica P lt 005

Todos los datos obtenidos fueron introducidos y analizados con el

paquete estadiacutestico SPSS 200 para Windows (IBM Corp Armonk New York

USA) y S-PLUS 61

111

4- RESULTADOS

Resultados 13 13

112

Distribucioacuten de la edad peso y talla en los dos grupos experimentales

Los dos grupos de estudio el grupo sevoflurano y el grupo propofol no

mostraron diferencias significativas en la edad peso y talla de los animales

(Tabla 1)

Tabla 1 Distribucioacuten de la edad peso y talla en los dos grupos

experimentales grupo Propofol y grupo Sevoflurano

PROPOFOL (n = 5)

SEVOFLURANO (n = 5)

p

Edad (diacuteas) 126 plusmn 10 143 plusmn 7

028

Peso (Kg) 25 plusmn 3 34 plusmn 1

0052

Talla (cm) 87 plusmn 1 97 plusmn 2

007

Los valores se expresan en media plusmn SEM (error estaacutendar de la media) n = nuacutemero de cerdos

Resultados 13 13

113

41 Efecto de los anesteacutesicos sobre las variables hemodinaacutemicas

Para estudiar el comportamiento hemodinaacutemico en los dos grupos

propofol y sevoflurano se han obtenido las mediciones realizadas con el

electrocardiograma el cateacuteter de presioacuten arterial invasiva (insertado en la

arteria femoral) y el cateacuteter de arteria pulmonar (cateacuteter de Swan-Ganz)

Se han comparado las mediciones realizadas en los dos grupos en los 3

tiempos estudiados antes de realizar el clampaje (Basal) antes de iniciar la

asistencia (AAs) y tras 30 minutos de asistencia parcial (AP 30acute)

No se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas entre

los dos grupos en ninguno de los 3 tiempos estudiados en la frecuencia

cardiaca en la presioacuten arterial sisteacutemica (sistoacutelica diastoacutelica y media) en la

presioacuten de la arteria pulmonar (sistoacutelica diastoacutelica y media) en la presioacuten

venosa central ni en la presioacuten capilar pulmonar (tabla 2)

Resultados 13 13

114

Tabla 2 Variables Hemodinaacutemicas I mediciones antes del clampaje

(Basal) antes de la asistencia (AAs) y tras 30 minutos de asistencia

parcial (AP 30acute) en el grupo Propofol y en el grupo Sevoflurano

PROPOFOL (n = 5)

SEVOFLURANO (n = 5)

p

FC (latidosmin) Basal AAs AP 30ʹprime

107 plusmn 4 95 plusmn 4 101 plusmn 6

96 plusmn 9 89 plusmn 9 101 plusmn 6

0289 0546 0964

PAS (mmHg) Basal AAs AP 30ʹprime

109 plusmn 5 100 plusmn 3 85 plusmn 11

97 plusmn 6 105 plusmn 6 103 plusmn 8

0203 0632 0227

PAD (mmHg) Basal AAs AP 30ʹprime

63 plusmn 4 52 plusmn 3 53 plusmn 6

56 plusmn 7 50 plusmn 4 59 plusmn 6

0435 0677 0530

PAm (mmHg) Basal AAs AP 30ʹprime

80 plusmn 5 70 plusmn 3 65 plusmn 8

70 plusmn 7 65 plusmn 5 74 plusmn 7

0260 0384 0404

PAPS (mmHg) Basal AAs AP 30ʹprime

24 plusmn 2

29 plusmn 3 34 plusmn 2

30 plusmn 2

31 plusmn 2 40 plusmn 3

0066

0632 0081

PAPD (mmHg) Basal AAs AP 30ʹprime

17 plusmn 2 18 plusmn 1 20 plusmn 2

20 plusmn 1 18 plusmn 1 26 plusmn 3

0105 0543 0145

PAPm (mmHg) Basal AAs AP 30ʹprime

19 plusmn 2 23 plusmn 2 27 plusmn 1

24 plusmn 1 25 plusmn 2 33 plusmn 3

0064 0506 0083

PVC (mmHg) Basal AAs AP 30ʹprime

13 plusmn 2 15 plusmn 1 14 plusmn 3

17 plusmn 1 15 plusmn 1 16 plusmn 2

0189 0856 0584

PCP (mmHg) Basal AAs AP 30ʹprime

16 plusmn 1 18 plusmn 1

15 plusmn 05

20 plusmn 1 18 plusmn 1 19 plusmn 1

0056 0471 0052

FC frecuencia cardiaca PAS presioacuten arterial sistoacutelica PAD presioacuten arterial diastoacutelica PAm presioacuten arterial media PAPS presioacuten arterial pulmonar sistoacutelica PAPD presioacuten arterial pulmonar diastoacutelica PAPm presioacuten arterial pulmonar media PVC presioacuten venosa central PCP presioacuten capilar pulmonar Los valores se expresan como media plusmn SEM n = nuacutemero de cerdos

Resultados 13 13

115

La saturacioacuten venosa mixta el gasto cardiaco el iacutendice cardiaco el

volumen sistoacutelico y el iacutendice de volumen sistoacutelico fueron similares en ambos

grupos (propofol y sevoflurano) en los 3 momentos de estudio (Tabla 3)

Tampoco se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas en el

flujo administrado por la asistencia (propofol vs sevoflurano 095plusmn009 vs

1plusmn009 p=0639)

Tabla 3 Variables Hemodinaacutemicas II mediciones antes del clampaje

(Basal) antes de la asistencia (AAs) y tras 30 minutos de asistencia

parcial (AP 30acute) en el grupo Propofol y en el grupo Sevoflurano

PROPOFOL (n = 5)

SEVOFLURANO (n = 5)

p

SvO2 () Basal AAs AP 30ʹprime

82 plusmn 4 77 plusmn 4

82 plusmn 1

81 plusmn 3 82 plusmn 3 89 plusmn 3

0837 0429 0150

GC (lmin) Basal AAs AP 30ʹprime

26 plusmn 03 24 plusmn 03 25 plusmn 04

31 plusmn 05 3 plusmn 03

31 plusmn 04

0373 0185 0347

Ic(lminm2) Basal AAs AP 30ʹprime

36 plusmn 04 33 plusmn 05 36 plusmn 07

34 plusmn 05 34 plusmn 03 35 plusmn 04

0766 0921 0825

VS (ml) Basal AAs AP 30ʹprime

24 plusmn 2 25 plusmn 4 26 plusmn 5

34 plusmn 6 35 plusmn 6 31 plusmn 5

0133

0168 0469

IVS (mlm2) Basal AAs AP 30ʹprime

33 plusmn 3 35 plusmn 5 37 plusmn 8

37 plusmn 6 40 plusmn 6 36 plusmn 6

0537 0521 0878

SvO2saturacioacuten de oxiacutegeno venosa mixta GC gasto cardiaco IC iacutendice cardiaco VS volumen sistoacutelico IVS iacutendice de volumen sistoacutelico Los valores se expresan como media plusmn error tiacutepico de la media n = nuacutemero de cerdos

Resultados 13 13

116

Las resistencias vasculares sisteacutemicas las resistencias vasculares

pulmonares y ambos iacutendices de resistencias vasculares sisteacutemicas y

pulmonares fueron similares en ambos grupos (propofol y sevoflurano) en los 3

momentos de estudio Tampoco se han encontrado diferencias

estadiacutesticamente significativas en la temperatura (tabla 4)

Tabla 4 Variables Hemodinaacutemicas III mediciones antes del clampaje

(Basal) antes de la asistencia (AAs) y tras 30 minutos de asistencia

parcial (AP 30acute) en el grupo Propofol y en el grupo Sevoflurano Se han

reflejado las mediciones de la temperatura en los diferentes tiempos en

los dos grupos

PROPOFOL (n = 5)

SEVOFLURANO (n = 5)

p

RVS (dinsegcm5) Basal AAs AP 30ʹprime

2270 plusmn 299 2213 plusmn 379 1526 plusmn 195

1971 plusmn 991 1488 plusmn 162 1633 plusmn 308

0796 0183 0792

RVP (dinsegcm5) Basal AAs AP 30ʹprime

118 plusmn 16

246 plusmn 103 323 plusmn 56

139 plusmn 34 175 plusmn 31 376 plusmn 86

0921 0528 0637

IRVS (dinsegcm5m2) Basal AAs AP 30ʹprime

1641 plusmn 203 1583 plusmn 199 1128 plusmn 173

1701 plusmn 756 1368 plusmn 143 1433 plusmn 234

0945

0450 0351

IRVP (dinsegcm5m2) Basal AAs AP 30ʹprime

118 plusmn 16 171 plusmn 65 217 plusmn 37

139 plusmn 34 159 plusmn 32 339 plusmn 85

0587 0877 0269

Tordf (ordmC) Basal AAs AP 30ʹprime

363 plusmn 03 351 plusmn 02

339 plusmn 04

367 plusmn 02 359 plusmn 03

346 plusmn 04

0587

0080 0332

RVS resistencias vasculares sisteacutemicas RVP resistencias vasculares pulmonares IRVS iacutendice de resistencias vasculares sisteacutemicas IRVP iacutendice de resistencias vasculares pulmonares Tordf temperatura Los valores se expresan como media plusmn SEM n = nuacutemero de cerdos

Resultados 13 13

117

42 Efecto de los anesteacutesicos sobre las variables de la gasometriacutea arterial

y hematoloacutegicas

421 Variables de la gasometriacutea arterial

No se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas en la

oxigenacioacuten arterial los valores arteriales de pH bicarbonato y de PaCO2 entre

los dos grupos (propofol vs sevoflurano) en ninguno de los tres tiempos

estudiados (tabla 5)

Tabla 5 Variables de la gasometriacutea arterial mediciones antes del

clampaje (Basal) antes de la asistencia (AAs) y tras 30 minutos de

asistencia parcial (AP 30acute) en el grupo Propofol y en el grupo Sevoflurano

PROPOFOL (n = 5)

SEVOFLURANO (n = 5)

p

pH Basal AAs AP 30ʹprime

749 plusmn 003 740 plusmn 003 735 plusmn 003

749 plusmn 002 745 plusmn 002 737 plusmn 002

0957 0314 0583

PaO2 (mmHg) Basal AAs AP 30ʹprime

513 plusmn 27 503 plusmn 24 492 plusmn 43

407 plusmn 64 425 plusmn 42 483 plusmn 25

0182 0147 0867

PaCO2 (mmHg) Basal AAs AP 30ʹprime

34 plusmn 3 35 plusmn 2 38 plusmn 3

37 plusmn 3 38 plusmn 2 42 plusmn 3

0501 0428 0322

HCO3- (mEqL)

Basal AAs AP 30ʹprime

26 plusmn 1 22 plusmn 1 21 plusmn 1

28 plusmn 1 26 plusmn 1 24 plusmn 1

0195 0073 0052

PaO2 presioacuten arterial de oxiacutegeno PaCO2 presioacuten arterial de dioacutexido de carbono HCO3- bicarbonato Los valores se expresan como media plusmn SEM n = nuacutemero de cerdos

Resultados 13 13

118

422 Variables hematoloacutegicas

No se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas en la

glucemia en la hemoglobina en el hematocrito y en el recuento de hematiacutees y

plaquetas entre los dos grupos (propofol y sevoflurano) en ninguno de los tres

tiempos estudiados (tabla 6)

Tabla 6 Variables hematoloacutegicas mediciones antes del clampaje (Basal)

antes de la asistencia (AAs) y tras 30 minutos de asistencia parcial (AP

30acute) en el grupo Propofol y en el grupo Sevoflurano

PROPOFOL (n = 5)

SEVOFLURANO (n = 5)

p

Glucemia (mgdL) Basal AAs AP 30ʹprime

71 plusmn 5 67 plusmn 4

146 plusmn 71

68 plusmn 5 77 plusmn 12

71 plusmn 14

0635 0477

0377 Hb (gdL) Basal AAs AP 30ʹprime

74 plusmn 06 7 plusmn 01

8 plusmn 05

88 plusmn 05 74 plusmn 04

83 plusmn 07

0144 0337

0730 Hcto () Basal AAs AP 30ʹprime

207plusmn 18 197 plusmn 03 225 plusmn 14

257 plusmn 16 219 plusmn 12 245 plusmn 20

0079 0148 0452

Hematiacutees (10E6microLplusmn10E3) Basal AAs AP 30ʹprime

410 plusmn 322 367 plusmn 182

410 plusmn 468

495 plusmn 269 465 plusmn 389

525 plusmn 437

0079 0053

0110 Plaquetas (10E3microL) Basal AAs AP 30ʹprime

369 plusmn 49 331plusmn 50

447 plusmn 92

359 plusmn 67 340 plusmn 60

243 plusmn 42

0910 0911

0096 Hb hemoglobina Hcto hematocrito Los valores se expresan como media plusmn SEM n = nuacutemero de cerdos

Resultados 13 13

119

43 Efecto de los anesteacutesicos sobre las variables bioquiacutemicas

marcadores de dantildeo tisular

No se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas en los

marcadores de dantildeo tisular (AST ALT bilirrubina GGT FA LDH Creatinina y

aacutecido laacutectico) entre los dos grupos (propofol vs sevoflurano) en el momento

antes del clampaje aoacutertico (Basal) excepto en la urea basal en el grupo

sevoflurano que fue significativamente maacutes baja (tabla 7)

No se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas en los

marcadores de dantildeo tisular (AST ALT bilirrubina GGT FA LDH Creatinina

urea y aacutecido laacutectico) entre los dos grupos (propofol y sevoflurano) en el

momento antes de iniciar la asistencia (AAs) (tabla 7)

No se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas en los

marcadores de dantildeo tisular (AST GGT FA LDH creatinina urea y aacutecido

laacutectico) entre los dos grupos (propofol y sevoflurano) en el momento tras 30

minutos en asistencia parcial (AP 30acute) Sin embargo siacute se encontroacute una

disminucioacuten estadiacutesticamente significativa en los marcadores ALT y bilirrubina

en el grupo sevoflurano respecto al grupo propofol en el momento tras 30

minutos en asistencia parcial (AP 30acute) (tabla 7)

Resultados 13 13

120

Tabla 7 Variables bioquiacutemicas de marcadores de dantildeo tisular

mediciones antes del clampaje (Basal) antes de la asistencia (AAs) y tras

30 minutos de asistencia parcial (AP 30acute) en el grupo Propofol y en el

grupo Sevoflurano

PROPOFOL (n = 5)

SEVOFLURANO (n = 5)

p

ALT (UL) Basal AAs AP 30ʹprime

33 plusmn 2 29 plusmn 2 29 plusmn 2

26 plusmn 1 25 plusmn 2 23 plusmn 2

0054 0221 0048

AST (UL) Basal AAs AP 30ʹprime

35 plusmn 3

50 plusmn 10 94 plusmn 46

32 plusmn 5 35 plusmn 3 44 plusmn 3

0667 0116 0358

Bilirrubina (mg(dL) Basal AAs AP 30ʹprime

032 plusmn 010 025 plusmn 006 024 plusmn 002

018 plusmn 005 013 plusmn 002

012 plusmn 004

0273 0081 0028

GGT (UL) Basal AAs AP 30ʹprime

50 plusmn 6

63 plusmn 12 62 plusmn 22

43 plusmn 5 55 plusmn 8 47 plusmn 8

0398 0584 0496

FA (UL) Basal AAs AP 30ʹprime

95 plusmn 7 82 plusmn 8

89 plusmn 12

76 plusmn 6 72 plusmn 8 79 plusmn 7

0073 0428 0507

LDH (UL) Basal AAs AP 30ʹprime

395 plusmn 43 330 plusmn 19 374 plusmn 18

401 plusmn 41 331 plusmn 13 347 plusmn 27

0915 0943 0420

Creatinina (mgdL) Basal AAs AP 30ʹprime

051 plusmn 002 044 plusmn 003 045 plusmn 003

059 plusmn 003 057 plusmn 006 047 plusmn 003

0059 0085 0596

Urea (mgdL) Basal AAs AP 30ʹprime

282 plusmn 15 272 plusmn 22 282 plusmn 26

228 plusmn 11

222 plusmn 09 222 plusmn 12

0024 0059 0053

Aacutecido Laacutectico (mmolL) Basal AAs AP 30ʹprime

11 plusmn 01 15 plusmn 05 15 plusmn 03

1 plusmn 01 11 plusmn 02 12 plusmn 02

0550 0453 0434

ALT alanina aminotransferasa AST aspartato aminotransferasa GGT gamma-glutamil-transpeptidasa FA fosfatasa alcalina LDH lactato deshidrogenasa Los valores se expresan en media plusmn SEM ple005 vs sevoflurano (AP 30 min) n = nuacutemero de cerdos

Resultados 13 13

121

44 Efecto de los anesteacutesicos sobre la respuesta inflamatoria y estreacutes

oxidativo

No se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas en las

proteiacutenas de choque teacutermico (Hsp70) C3a TNFα y NO entre los dos grupos

(propofol y sevoflurano) en ninguno de los tres tiempos estudiados (tabla 8)

Tabla 8 Variables de la respuesta inflamatoria mediciones antes del

clampaje (Basal) antes de la asistencia (AAs) y tras 30 minutos de

asistencia parcial (AP 30acute) en el grupo Propofol y en el grupo Sevoflurano

PROPOFOL

(n = 5) SEVOFLURANO

(n = 5) p

Hsp70 (ngml) Basal AAs AP 30ʹprime

512 plusmn 111 568 plusmn 149 510 plusmn 087

408 plusmn 027 455 plusmn 048 398 plusmn 012

0386 0489 0268

C3a (ngml) Basal AAs AP 30ʹprime

2235 plusmn 475 1892 plusmn 329 1846 plusmn 312

1311 plusmn 410 1326 plusmn 377 141 plusmn 485

0191 0301 0479

TNFα (pgml) Basal AAs AP 30ʹprime

4270 plusmn 824 2916 plusmn 092

150345 plusmn 1512

3356 plusmn 1670 3468 plusmn 1068

147154 plusmn 3253

0615 0566 0372

ON (microM) Basal AAs AP 30ʹprime

61006 plusmn 3396 41812 plusmn 6644

28081 plusmn 12108

73261 plusmn 12993 69127 plusmn 1181 47865 plusmn 5020

0514 0143 0325

Hsp70 proteiacutena de choque teacutermico de 70000 daltons C3a complemento C3 activado TNF factor de necrosis tumoral ON oacutexido niacutetrico Los valores se expresan en media plusmn SEM (error estaacutendar de la media) n = nuacutemero de cerdos

Resultados 13 13

122

45 Efectos de los anesteacutesicos sobre las microesferas

No se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas en el

flujo sanguiacuteneo cerebral entre los dos grupos (propofol vs sevoflurano) antes

del inicio de la asistencia (tabla 9 fig 15)

Sin embargo siacute se ha encontrado un aumento del flujo sanguiacuteneo

cerebral estadiacutesticamente significativo tras 30 minutos de asistencia parcial en

ambos hemisferios cerebrales en el grupo sevoflurano respecto al grupo

propofol (tabla 9 fig15)

Tabla 9 Microesferas en ambos hemisferios cerebrales antes de la

asistencia (AAs) y tras 30 minutos de asistencia parcial (AP 30acute) en el

grupo Propofol y en el grupo Sevoflurano

PROPOFOL (n = 5)

SEVOFLURANO (n = 5)

p

LOacuteBULO FRONTAL DERECHO () AAs AP 30ʹprime

112 plusmn 7 91 plusmn 11

132 plusmn 10 171 plusmn 19

0152 0008

LOacuteBULO FRONTAL IZQUIERDO () AAs AP 30ʹprime

105 plusmn 5 95 plusmn 9

128 plusmn 10 176 plusmn 25

0109 0048

Los valores se expresan en media plusmn SEM ple005 vs sevoflurano (AP 30 min) ple001 vs sevoflurano (AP 30 min) n = nuacutemero de cerdos

Resultados 13 13

123

Figura 15 Flujo sanguiacuteneo cerebral en ambos loacutebulos frontales en los grupos

Sevoflurano (S) y Propofol (P) antes de asistencia (AAs) y a los 30 minutos de

la asistencia parcial (AP 30min) loacutebulo derecho (A) y loacutebulo izquierdo (B) Los

valores se expresan como media plusmn SEM ple005 vs sevoflurano (AP 30 min)

ple001 vs sevoflurano (AP 30acute)

Resultados 13 13

124

No se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas en el

flujo sanguiacuteneo en el ventriacuteculo derecho entre los dos grupos (propofol vs

sevoflurano) antes del inicio de la asistencia (tabla 10 fig 16A) Sin embargo

siacute se ha encontrado un aumento del flujo sanguiacuteneo estadiacutesticamente

significativo tras 30 minutos de asistencia parcial en el ventriacuteculo derecho (tabla

10 fig16A)

No se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas en el

flujo sanguiacuteneo en el pulmoacuten entre los dos grupos (propofol vs sevoflurano)

antes del inicio de la asistencia ni tras 30 minutos de asistencia parcial (tabla

10 fig 16B)

Tabla 10 Microesferas en el ventriacuteculo derecho y pulmoacuten antes de la

asistencia (AAs) y tras 30 minutos de asistencia parcial (AP 30acute) en el

grupo Propofol y en el grupo Sevoflurano

PROPOFOL (n = 5)

SEVOFLURANO (n = 5)

p

VENTRICULO DERECHO () AAs AP 30ʹprime

152 plusmn 25 53 plusmn 4

147 plusmn 12 123 plusmn 10

0849 lt0001

PULMOacuteN () AAs AP 30ʹprime

110 plusmn 9 76 plusmn 13

160 plusmn 43 138 plusmn 41

0319 0198

Los valores se expresan en media plusmn SEM ple0001 vs sevoflurano (AP 30 min) n = nuacutemero de cerdos

Resultados 13 13

125

Figura 16 Flujo sanguiacuteneo en el ventriacuteculo derecho (A) y en el pulmoacuten (B) en

los grupos Sevoflurano (S) y Propofol (P) antes de asistencia (AAs) y a los 30

minutos de la asistencia parcial (AP 30acute) Los valores se expresan como media

plusmn SEM ple0001 vs sevoflurano (AP 30acute)

Resultados 13 13

126

No se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas en el

flujo sanguiacuteneo en el ventriacuteculo izquierdo entre los dos grupos (propofol y

sevoflurano) antes del inicio de la asistencia (tabla 11 fig 17) Sin embargo siacute

se ha encontrado un aumento del flujo sanguiacuteneo en el ventriacuteculo izquierdo

estadiacutesticamente significativo tras 30 minutos de asistencia parcial en el grupo

sevoflurano respecto al grupo propofol epicardio (tabla 11 fig 17A) y

endocardio (tabla 11 fig17B)

Tabla 11 Microesferas en el ventriacuteculo izquierdo antes de la asistencia

(AAs) y tras 30 minutos de asistencia parcial (AP 30acute) en el grupo

Propofol y en el grupo Sevoflurano

PROPOFOL (n = 5)

SEVOFLURANO (n = 5)

p

EPICARDIO VI () AAs AP 30ʹprime

148 plusmn 19

50 plusmn 7

130 plusmn 6

123 plusmn 13

0432 0002

ENDOCARDIO VI () AAs AP 30ʹprime

133 plusmn 17 50 plusmn 5

144 plusmn 8

115 plusmn 11

0592 0001

VI ventriacuteculo izquierdo Los valores se expresan en media plusmn SEM ple001 vs sevoflurano (AP 30 min) ple0001 vs sevoflurano (AP 30 min) n = nuacutemero de cerdos

Resultados 13 13

127

Figura 17 Flujo sanguiacuteneo en el ventriacuteculo izquierdo en los grupos Sevoflurano

(S) y Propofol (P) antes de asistencia (AAs) y a los 30 minutos de la asistencia

parcial (AP 30acute) epicardio (A) y endocardio (B) Los valores se expresan como

media plusmn SEM ple001 vs sevoflurano (AP 30acute) ple0001 vs sevoflurano (AP

30acute)

Resultados 13 13

128

No se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas en el

flujo sanguiacuteneo en ambos rintildeones (tabla 12 fig 18) entre los dos grupos

(propofol y sevoflurano) antes del inicio de la asistencia Tampoco se han

encontrado diferencias significativas en el flujo en el rintildeoacuten tras 30 minutos de

asistencia parcial rintildeoacuten derecho (tabla 12 fig 18A) rintildeoacuten izquierdo (tabla 12

fig 18B)

Tabla 12 Microesferas en el rintildeoacuten antes de la asistencia (AAs) y tras 30

minutos de asistencia parcial (AP 30acute) en el grupo Propofol y en el grupo

Sevoflurano

PROPOFOL (n = 5)

SEVOFLURANO (n = 5)

p

RINtildeOacuteN IZQUIERDO () AAs AP 30ʹprime

114 plusmn 16 64 plusmn 12

114 plusmn 6 95 plusmn 7

0983 0067

RINtildeOacuteN DERECHO () AAs AP 30ʹprime

112 plusmn 14 67 plusmn 13

113 plusmn 4 94 plusmn 7

0960 0124

Los valores se expresan en media plusmn SEM n = nuacutemero de cerdos

Resultados 13 13

129

Figura 18 Flujo sanguiacuteneo en el rintildeoacuten en los grupos Sevoflurano (S) y Propofol

(P) antes de asistencia (AAs) y a los 30 minutos de la asistencia parcial (AP

30acute) rintildeoacuten derecho (A) y rintildeoacuten izquierdo (B) Los valores se expresan como

media plusmn SEM

Resultados 13 13

130

No se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas en el

flujo sanguiacuteneo en el hiacutegado entre los dos grupos (propofol vs sevoflurano)

antes del inicio de la asistencia (tabla 13 fig 19A) Sin embargo siacute se ha

encontrado un aumento del flujo sanguiacuteneo estadiacutesticamente significativo en el

grupo sevoflurano tras 30 minutos de asistencia parcial en el hiacutegado (tabla 13

fig 19A)

No se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas en el

flujo sanguiacuteneo en el intestino entre los dos grupos (propofol vs sevoflurano)

antes del inicio de la asistencia ni tras 30 minutos de asistencia parcial (tabla

13 fig 19B)

Tabla 13 Microesferas en el hiacutegado y en el intestino antes de la asistencia

(AAs) y tras 30 minutos de asistencia parcial (AP 30acute) en el grupo

Propofol y en el grupo Sevoflurano

PROPOFOL (n = 5)

SEVOFLURANO (n = 5)

p

HIacuteGADO () AAs AP 30ʹprime

107 plusmn 4

73 plusmn 4

117 plusmn 13

136 plusmn 15

0462 0004

INTESTINO () AAs AP 30ʹprime

99 plusmn 3 98 plusmn 7

129 plusmn 14 176 plusmn 43

0098 0121

Los valores se expresan en media plusmn SEM ple001 vs sevoflurano (AP 30 min) n = nuacutemero de cerdos

Resultados 13 13

131

Figura 19 Flujo sanguiacuteneo en el hiacutegado (A) y en el intestino (B) en los grupos

Sevoflurano (S) y Propofol (P) antes de asistencia (AAs) y a los 30 minutos de

la asistencia parcial (AP 30acute) Los valores se expresan como media plusmn SEM

ple001 vs sevoflurano (AP 30acute)

132

5- DISCUSIOacuteN

13 Discusioacuten13

13 13 13

133

El objetivo de este proyecto es estudiar el efecto del sevoflurano y

propofol en el flujo de los oacuterganos en un dispositivo de AMC de flujo continuo

en un modelo porcino

En un proyecto anterior realizado en nuestro laboratorio al estudiar el

flujo sanguiacuteneo cerebral en diferentes dispositivos de AMC observamos que el

dispositivo de AMC con caacutemara de complianza mostraba un aumento del flujo

cerebral con respecto al dispositivo centriacutefugo Biomeacutedicus y al dispositivo

pulsaacutetil Berlin Heart 198 Estos resultados muestran la importancia en la eleccioacuten

del dispositivo de AMC en lo referente al flujo sanguiacuteneo cerebral Sin embargo

auacuten no se ha estudiado en profundidad la importancia de la optimizacioacuten de los

faacutermacos anesteacutesicos (propofol y sevoflurano) en los dispositivos de AMC en

lo referente al flujo sanguiacuteneo de los oacuterganos En el proyecto que nos ocupa

hemos convertido este problema en el objeto de estudio y hemos empleado el

mismo modelo experimental en cerdos (portadores de un dispositivo centriacutefugo

Biomeacutedicus)

La prevalencia de la insuficiencia cardiacuteaca avanzada ha aumentado en

los uacuteltimos antildeos y los dispositivos de AMC son una opcioacuten en el tratamiento

del paciente con insuficiencia cardiacuteaca terminal 204 La anestesia y el manejo

perioperatorio de los pacientes portadores de AMC requiere una extensa

monitorizacioacuten un manejo anesteacutesico adecuado con faacutermacos apropiados y

los cuidados postoperatorios de expertos 205 206 debido a las complicaciones

asociadas al uso de estos dispositivos (fallo orgaacutenico insuficiencia ventricular

derecha disfuncioacuten neuroloacutegica y arritmias) 207 208

13 Discusioacuten13

13 13 13

134

El objetivo de la AMC es mantener una adecuada perfusioacuten de los

oacuterganos 209 cuando el corazoacuten nativo no es eficaz en pacientes con

insuficiencia cardiaca terminal o en espera de un trasplante cardiaco En este

trabajo hemos tratado de dilucidar la importancia de la optimizacioacuten de los

faacutermacos anesteacutesicos (propofol versus sevoflurano) en los dispositivos de

AMC y proponer el protocolo maacutes oacuteptimo en cuanto al flujo de los oacuterganos la

respuesta inflamatoria y el estreacutes oxidativo Consideramos necesario este

estudio ya que en la praacutectica cliacutenica habitual las cirugiacuteas en las que se lleva a

cabo el implante de los dispositivos de AMC el mantenimiento anesteacutesico se

realiza con estos faacutermacos (sevoflurano propofol) y posteriormente los

pacientes pueden permanecer sedados en las unidades de cuidados

especiales a la espera de un corazoacuten o a la espera de la recuperacioacuten del

ventriacuteculo nativo 205 210-214 Estos pacientes tambieacuten pueden permanecer

sedados y necesitar ventilacioacuten mecaacutenica controlada durante largos periodos

en las unidades de cuidados especiales debido a la alta incidencia de las

complicaciones asociadas a estos dispositivos (sangrado que requiere

reintervencioacuten quiruacutergica 31 taponamiento cardiaco 28 arritmias 30-60

infeccioacuten 42 fallo del ventriacuteculo derecho 108 insuficiencia respiratoria 20-

30 complicaciones neuroloacutegicas 2-40 insuficiencia renal 3-28 e

insuficiencia hepaacutetica 2-8) 211 215 No olvidemos que el incremento en la

colocacioacuten de los dispositivos de AMC observado en los uacuteltimos antildeos va unido

al aumento de las intervenciones quiruacutergicas no cardiacas en estos pacientes

Stehlik y cols 216 muestran en su estudio de 155 pacientes con AMC la

necesidad de cirugiacutea no cardiaca en 59 pacientes Brown y cols 217 de 142

pacientes 27 y Chestovich y cols 218 de 363 pacientes 64 fueron sometidos a

13 Discusioacuten13

13 13 13

135

procedimientos no cardiacos Estos datos muestran que tanto la anestesia

general como la sedacioacuten son necesarias en los pacientes con AMC que

requieren una intervencioacuten quiruacutergica no cardiaca (realizacioacuten de

procedimientos diagnoacutesticos como endoscopias hemicolectomiacutea

colecistectomiacutea microcirugiacutea lariacutengea etc) 209

En nuestro estudio no hemos encontrado diferencias en las variables

hemodinaacutemicas entre los dos grupos (sevoflurano y propofol) en AMC sin

embargo en la literatura encontramos estudios que muestran la disminucioacuten en

la PA y en la FC asociada al propofol en la induccioacuten anesteacutesica 219 El efecto

hipotensor del propofol se ha relacionado con un descenso en la RVS 220 o en

el GC 221 causado por una combinacioacuten de vasodilatacioacuten arterial y venosa 36

220 222 deterioro de los mecanismos reguladores barorreflejos 223 224 y

depresioacuten de la contractilidad miocaacuterdica 225 Aunque una inhibicioacuten del sistema

nervioso simpaacutetico podriacutea explicar todos los cambios hemodinaacutemicos inducidos

por el propofol 222 223 parece que el sistema parasimpaacutetico cardiacuteaco se inhibe

en mayor grado que el simpaacutetico durante la induccioacuten anesteacutesica con propofol

226 Ambos faacutermacos anesteacutesicos propofol y sevoflurano disminuyen la PA de

forma BIS-dependiente durante la induccioacuten anesteacutesica sin embargo la FC

parece no cambiar 226

Durante la cirugiacutea de la columna vertebral Albertin y cols 227 explican

por queacute el propofol provoca un mayor flujo de sangre pero menos sangrado

que el sevoflurano utilizando como supuesto una vasodilatacioacuten selectiva del

propofol (poscapilar vasodilatacioacuten venosa) diferente de la del sevoflurano

13 Discusioacuten13

13 13 13

136

(precapilar vasodilatacioacuten arteriolar) por lo que seriacutea de eleccioacuten el propofol

para producir hipotensioacuten durante la anestesia 227

En la literatura hemos encontrados estudios tanto en modelos animales

47 59 61 64 228 como en humanos 62 que muestran el efecto del propofol y los

anesteacutesicos volaacutetiles sobre el flujo de los oacuterganos sin embargo no hemos

podido encontrar trabajos que relacionen dicho efecto con los dispositivos de

AMC

Por otro lado la anestesia inhalatoria (sevoflurano) ha demostrado

superioridad frente a la anestesia intravenosa (propofol) en cirugiacutea

cardiovascular 60 71 229 230 sin embargo auacuten no se ha demostrado dicha

superioridad en la implantacioacuten de dispositivos de AMC

Se han realizado diferentes estudios para evaluar los efectos de los

faacutermacos anesteacutesicos sobre el metabolismo y el flujo sanguiacuteneo en el cerebro

Los resultados son sin embargo en parte contradictorios Algunos autores han

demostrado que los anesteacutesicos volaacutetiles disminuyen el flujo sanguiacuteneo

cerebral 47 61 231 mientras otros autores describen un aumento del mismo 232

233 La comparacioacuten de diversos estudios es difiacutecil debido a la variedad de

especies animales estudiadas y la falta de grupos control adecuados en

algunos estudios Ademaacutes algunos meacutetodos estaacuten restringidos uacutenicamente a

cambios globales o a ciertas aacutereas del cerebro y algunos proporcionan datos

soacutelo relativos

En nuestro trabajo el sevoflurano mostroacute un mayor flujo sanguiacuteneo

cerebral que el propofol tras la implantacioacuten de una AMC Este es el primer

13 Discusioacuten13

13 13 13

137

estudio que demuestra un efecto beneficioso del sevoflurano en comparacioacuten

con el propofol sobre el flujo sanguiacuteneo cerebral en una bomba centriacutefuga

Biomeacutedicus 540 en un modelo porcino Este aumento del flujo sanguiacuteneo

cerebral podriacutea deberse a la vasodilatacioacuten cerebral producida por los

anesteacutesicos volaacutetiles 59 234 235 no observada con el propofol 236 237 De hecho

el propofol produce vasoconstriccioacuten cerebral indirectamente al disminuir el

metabolismo cerebral 238 y disminuye la presioacuten intracraneal (PIC) en perros 236

El sevoflurano tiene un efecto vasodilatador intriacutenseco dosis-dependiente 61 232

235 sin aumentar la PIC 239 mientras que en las craneotomiacuteas la PIC es menor

en la anestesia con propofol en comparacioacuten con el uso de sevoflurano 240 La

tomografiacutea por emisioacuten de positrones confirmoacute en seres humanos que tanto el

propofol como el sevoflurano causaban una disminucioacuten del flujo sanguiacuteneo

cerebral (FSC) sin embargo esta disminucioacuten era mayor con el propofol 61 231

Otros estudios reflejan que el descenso del FSC causado por el propofol puede

estar relacionado con el metabolismo cerebral 61 237

Bungdaard y cols 232 encontraron que el sevoflurano aumenta el FSC y

disminuye la resistencia cerebrovascular (RCV) de forma dosis-dependiente

preservando la reactividad al CO2 durante 15 (07 CAM) y 25 (13 CAM) de

sevoflurano 232 Kolbitsch y cols 233 encontraron que el sevoflurano a 04 CAM

causa vasodilatacioacuten cerebral regional la resistencia cerebrovascular regional

regional (RCVr) disminuye y el volumen sanguiacuteneo cerebral regional (VSCr)

aumenta El caacutelculo del tiempo medio de traacutensito cerebral vascular regional

(rMTT o TMTr) mostroacute que el flujo FSCr aumentoacute relativamente maacutes que el

volumen VSCr indicando asiacute que el aumento observado del flujo FSCr durante

la inhalacioacuten de sevoflurano no se puede explicar soacutelo con la vasodilatacioacuten 233

13 Discusioacuten13

13 13 13

138

Las complicaciones neuroloacutegicas en los pacientes portadores de AMC

estaacuten asociadas a una alta morbilidad y mortalidad siendo su incidencia entre

el 2 y el 48 El tromboembolismo y el accidente cerebrovascular

hemorraacutegico son las complicaciones neuroloacutegicas maacutes frecuentes siendo la

isquemia cerebral por hipoperfusioacuten y el embolismo seacuteptico y aeacutereo menos

frecuentes 241 El mayor flujo sanguiacuteneo cerebral observado en nuestro estudio

con el sevoflurano podriacutea sugerir su indicacioacuten en pacientes con AMC ya que

la isquemia cerebral causada por baja perfusioacuten es una complicacioacuten

neuroloacutegica asociada a estos dispositivos

En nuestro trabajo el sevoflurano mostroacute un mayor flujo sanguiacuteneo en

el corazoacuten que el propofol tras la implantacioacuten de una AMC Este es el primer

estudio que demuestra un efecto beneficioso del sevoflurano en comparacioacuten

con el propofol sobre el flujo sanguiacuteneo en el corazoacuten en una bomba centriacutefuga

Biomeacutedicus 540 en un modelo porcino

El sevoflurano y el propofol son faacutermacos empleados en la praacutectica

cliacutenica habitual en la cirugiacutea cardiaca En la literatura encontramos trabajos que

muestran el efecto cardioprotector del sevoflurano en la cirugiacutea cardiaca en

humanos 60 229 El sevoflurano disminuye la actividad simpaacutetica y la

contractilidad miocaacuterdica en modelos animales 242 243 y sin embargo parece

tener escaso o ninguacuten efecto sobre la actividad simpaacutetica perifeacuterica en

humanos 244 y sobre el tono parasimpaacutetico cardiaco 226

13 Discusioacuten13

13 13 13

139

Los anesteacutesicos volaacutetiles han demostrado directamente o indirectamente

mejorar el precondicionamiento isqueacutemico lo que resulta en la cardioproteccioacuten

contra el infarto de miocardio y disfuncioacuten miocaacuterdica irreversible 245-249

Diferentes mecanismos estaacuten implicados en la induccioacuten del

precondicionamiento y disminucioacuten de la isquemia por reperfusioacuten del

sevoflurano viacutea caveoliacuten-3 por inhibicioacuten de la ciclooxigenasa 2 la proteiacutena

quinasa activada por AMP (adenosiacuten monofosfato) y por su efecto antioxidante

250-252

En el bypass aortocoronario tanto con circulacioacuten extracorpoacuterea como

sin ella el sevoflurano conserva la FEVI con menos evidencia de dantildeo

miocaacuterdico que el propofol 229 253 Los niveles de troponina T aumentaron en

los pacientes sometidos a cirugiacutea cardiaca con circulacioacuten extracorpoacuterea

(cirugiacutea por defecto congeacutenito cardiaco) en ambos grupos sevoflurano y

propofol 254 Sin embargo los niveles de troponina T fueron menores en el

grupo que recibioacute sevoflurano con respecto al que recibioacute propofol en cirugiacutea

coronaria sin circulacioacuten extracorpoacuterea 255 En nuestro trabajo la colocacioacuten de

la AMC se realizoacute sin circulacioacuten extracorpoacuterea por lo que los niveles de

troponina T podriacutean estar relacionados con la mejoriacutea del flujo sanguiacuteneo del

corazoacuten

El propofol tambieacuten ha demostrado cierto efecto cardioprotector en

corazones aislados de rata disminuyendo la lesioacuten por isquemia-reperfusioacuten

(mejorando la funcioacuten cardiaca y el flujo coronario) mediante un aumento de la

oacutexido niacutetrico sintasa y la produccioacuten de oacutexido niacutetrico 269 257 En nuestro trabajo

los niveles de oacutexido niacutetrico en plasma fueron similares en ambos protocolos

13 Discusioacuten13

13 13 13

140

anesteacutesicos (sevoflurano y propofol)

Es importante sentildealar que a pesar de que el propofol se utiliza en

cirugiacutea cardiaca no olvidemos que el bypass cardiopulmonar altera las

propiedades farmacocineacuteticas (altera la concentracioacuten plasmaacutetica) de este

faacutermaco debido a la hemodilucioacuten hipotensioacuten hipotermia aislamiento del

pulmoacuten de la circulacioacuten y posible secuestro del faacutermaco en el circuito de

circulacioacuten extracorpoacuterea 258 Estos cambios en la concentracioacuten plasmaacutetica del

propofol causados por el bypass cardiopulmonar podriacutean verse reflejados en su

efecto sobre los oacuterganos 259

En nuestro trabajo el sevoflurano mostroacute un mayor flujo sanguiacuteneo en

el hiacutegado que el propofol tras la implantacioacuten de una AMC Este es el primer

estudio que demuestra un efecto beneficioso del sevoflurano en comparacioacuten

con el propofol sobre el flujo sanguiacuteneo hepaacutetico en una bomba centriacutefuga

Biomeacutedicus 540 en un modelo porcino

Bernard y cols 260 describen una disminucioacuten del flujo portal con una

CAM de 12 y 2 de sevoflurano y un aumento del flujo hepaacutetico con una CAM

de 2 mientras que el gasto cardiacuteaco se redujo soacutelo a la concentracioacuten maacutes alta

(2 CAM) Estos hallazgos podriacutean estar relacionados con el aumento del flujo

sanguiacuteneo hepaacutetico encontrado en el grupo del sevoflurano en nuestro trabajo

En la literatura encontramos trabajos que muestran el efecto protector

hepaacutetico del sevoflurano en cirugiacutea cardiaca Tras la cirugiacutea de arteria coronaria

con bypass cardiopulmonar los niveles de ALT AST y LDH aumentaron de

13 Discusioacuten13

13 13 13

141

forma temporal tanto con el propofol como con el sevoflurano siendo este

aumento menor en el grupo del sevoflurano 230

La liberacioacuten de enzimas intracelulares y su deteccioacuten en muestras de

sangre circulante es un meacutetodo aceptado para detectar dantildeo tisular 229 261 262

La LDH se encuentra en el citoplasma de diversos tipos de ceacutelulas y se puede

considerar un indicador no especiacutefico de dantildeo tisular 263 AST y ALT son

marcadores de dantildeo hepaacutetico y se han correlacionado con dantildeo histoloacutegico

hepaacutetico 261 Ademaacutes la AST es un enzima intestinal de la seromucosa y se

libera durante la lesioacuten de isquemia-reperfusioacuten intestinal 262 263

En nuestro trabajo no hemos encontrado diferencias entre los dos

grupos en los valores de las transaminasas AST y GGT fosfatasa alcalina

LDH creatinina y aacutecido laacutectico Sin embargo siacute hemos encontrado un

descenso del marcador de dantildeo hepaacutetico (ALT) en el grupo del sevoflurano con

respecto al del propofol Esto podriacutea estar relacionado con el aumento del flujo

hepaacutetico encontrado en el grupo del sevoflurano

Es comuacuten la hiperbilirrubinemia en los pacientes tras de la implantacioacuten

de una AMC por disfuncioacuten endotelial del sinusoide hepaacutetico 265 o por la

congestioacuten cardiaca 266 En nuestro trabajo la bilirrubina total fue mayor en los

animales anestesiados con propofol (a los 30 minutos de asistencia parcial) con

respecto al grupo del sevoflurano Este hallazgo podriacutea estar relacionado con la

reduccioacuten del flujo sanguiacuteneo en el hiacutegado y el corazoacuten en el grupo del

propofol con respecto a los cerdos anestesiados con sevoflurano

13 Discusioacuten13

13 13 13

142

En nuestro trabajo no hemos encontrado diferencias significativas entre

los dos faacutermacos (sevoflurano y propofol) en el flujo sanguiacuteneo en el rintildeoacuten

pulmoacuten e intestino tras la implantacioacuten de una bomba centriacutefuga Biomeacutedicus

540 en un modelo porcino

La concentracioacuten plasmaacutetica de creatinina ha sido validada cliacutenicamente

como marcador de la funcioacuten renal 267y es maacutes fiable que la urea como

marcador rutinario de funcioacuten renal 268 Seguacuten estudios previos el sevoflurano

no produce aumentos en la creatinina tras la cirugiacutea electiva de la arteria

coronaria 269 ni tras cirugiacuteas no cardiacas 270-274 De hecho exposiciones a

altas concentraciones (3) de sevoflurano durante 8 horas no produjo cambios

cliacutenicamente significativos en los marcadores de disfuncioacuten renal 275 Siacute se ha

visto un aumento en la glucosuria albuminuria y proteinuria tras cirugiacuteas

centrales en comparacioacuten con cirugiacuteas en aacutereas perifeacutericas tanto con el

sevoflurano (05-15 MAC) como con el propofol disminuyendo la

concentracioacuten plasmaacutetica de urea pero sin aumentar la concentracioacuten

plasmaacutetica de creatinina 276 En nuestro estudio no hemos medido otros

marcadores como enzimas urinarias por la imposibilidad debido al protocolo (al

ser un experimento agudo el animal se sacrificoacute una vez terminado el

estudio)Tras la cirugiacutea de arteria coronaria con bypass cardiopulmonar los

niveles de creatinina no aumentaron en ninguno de los dos grupos (sevoflurano

y propofol) 230

En nuestro trabajo el sevoflurano fue superior en lo referente al flujo

cerebral cardiaco y hepaacutetico sin embargo no encontramos diferencias

13 Discusioacuten13

13 13 13

143

significativas en otros oacuterganos como son el rintildeoacuten el pulmoacuten y el intestino La

diferente respuesta del sevoflurano al flujo sanguiacuteneo de los oacuterganos podriacutea

explicarse por su efecto dependiente de la dosis 47 64 228

En nuestra institucioacuten el Hospital General Universitario Gregorio

Marantildeoacuten se ha desarrollado un programa de AMC Como hemos sentildealado

anteriormente el manejo anesteacutesico en los pacientes a los que se les implanta

un dispositivo de AMC es fundamental durante el periodo intraoperatorio y

postoperatorio Los resultados de nuestro trabajo sugieren que la eleccioacuten de

un protocolo anesteacutesico basado en la anestesia inhalatoria con sevoflurano

podriacutea ser beneficioso en estos pacientes al aumentar el flujo sanguiacuteneo

cerebral cardiaco y hepaacutetico A pesar de que el tiempo que transcurre en la

implantacioacuten de una AMC es relativamente corto el uso de anesteacutesicos

volaacutetiles en cirugiacutea cardiaca ha demostrado una disminucioacuten de las

complicaciones cardiovasculares a largo plazo asiacute como de la mortalidad 277

Tambieacuten es importante sentildealar que la administracioacuten de sevoflurano durante el

periodo intraoperatorio y postoperatorio en pacientes sometidos a cirugiacutea de

bypass aortocoronario sin circulacioacuten extracorpoacuterea mejora el efecto

cardioprotector con respecto a la administracioacuten del mismo uacutenicamente durante

el periodo intraoperatorio 255 Por uacuteltimo no olvidemos la alta incidencia de

complicaciones asociadas a los dispositivos de AMC lo que obliga al paciente

a permanecer durante largos periodos de tiempo en las unidades de cuidados

especiales sedados La sedacioacuten con sevoflurano en estas unidades es posible

13 Discusioacuten13

13 13 13

144

gracias a la existencia de unos dispositivos especiales (AnaConDa (acroacutenimo

de ldquodispositivo dispensador de anestesiardquo) 255

Nuestro grupo de investigacioacuten desarrolla desde hace varios antildeos una

liacutenea de trabajo centrada en la optimizacioacuten de los dispositivos de AMC en

modelos experimentales animales intentando mejorar los programas de

asistencia ventricular En este trabajo hemos estudiado diferentes faacutermacos

anesteacutesicos (sevoflurano y propofol) buscando una mejor perfusioacuten de los

oacuterganos en los pacientes con asistencia circulatoria Tras los resultados de esta

tesis doctoral nuestro grupo de investigacioacuten ha iniciado el estudio de la

optimizacioacuten en lo referente a la monitorizacioacuten hemodinaacutemica en los

dispositivos de AMC en un modelo experimental animal La medicioacuten del gasto

cardiaco es esencial para proporcionar un tratamiento oacuteptimo a los pacientes

en estado criacutetico que necesitan asistencia ventricular 205 Hasta el momento

actual el cateacuteter de Swan-Ganz (cateacuteter de arteria pulmonar) es el uacutenico

meacutetodo disponible para la medicioacuten del gasto cardiaco continuo sin embargo

su uso se ve limitado por su caraacutecter altamente invasivo Nuestro grupo de

investigacioacuten busca alternativas al cateacuteter de arteria pulmonar es decir una

monitorizacioacuten menos invasiva para disminuir la morbilidad y mortalidad de los

pacientes portadores de AMC Por lo que se analizaraacute la correlacioacuten en el gasto

cardiaco entre la termodilucioacuten transpulmonar (sistema PiCCO) y la

termodilucioacuten pulmonar (cateacuteter de arteria pulmonar) en los dispositivos de

AMC

13 Discusioacuten13

13 13 13

145

Al analizar nuestro trabajo experimental hemos encontrado las

siguientes limitaciones que trataremos de corregir en futuros estudios

En primer lugar la AMC estaacute disentildeada para ser utilizada en los

pacientes con insuficiencia cardiacuteaca por lo tanto nuestros resultados no

pueden ser directamente aplicables a la praacutectica cliacutenica ya que nuestro trabajo

se ha realizado con animales sanos tal como se describe en otros trabajos

publicados 160 278 Si bien se eligieron cerdos pues su sistema cardiovascular

es parecido al de los humanos 279 la limitacioacuten del corazoacuten sano deberiacutea

abordarse en un modelo animal de shock cardiogeacutenico

En segundo lugar hemos estudiado los efectos a corto plazo de los

anesteacutesicos (propofol y sevoflurano) en animales con una AMC por lo que

seriacutea importante realizar estudios que evaluacuteen si estas diferencias se

mantienen en el tiempo

En tercer lugar tanto en los modelos animales como en la praacutectica

cliacutenica los efectos de los anesteacutesicos inhalados sobre el flujo sanguiacuteneo de los

oacuterganos pueden ser dependientes de la dosis administrada 47 64 228 La

concentracioacuten de sevoflurano utilizada en nuestro trabajo fue el 2 en volumen

espirado que representa aproximadamente 1 CAM en los seres humanos

concentracioacuten utilizada en otros estudios que muestran efectos beneficiosos en

un modelo de isquemia-reperfusioacuten tras oclusioacuten de la aorta toraacutecica en cerdos

280 Seraacuten por tanto necesarios nuevos estudios para evaluar la relacioacuten dosis-

dependencia y buscar un umbral de mejora del flujo sanguiacuteneo a nivel

orgaacutenico

13 Discusioacuten13

13 13 13

146

No podemos olvidar la necesidad de los ensayos cliacutenicos aleatorizados

que confirmen en humanos los resultados obtenidos en este trabajo y que

muestren su repercusioacuten cliacutenica

147

6- CONCLUSIONES

13 Conclusiones13

13 13 13

148

1 El sevoflurano muestra con respecto al propofol un aumento significativo

del flujo sanguiacuteneo en el cerebro corazoacuten e hiacutegado en un dispositivo de AMC

de flujo continuo en un modelo porcino Sin embargo no hemos encontrado

diferencias en el flujo sanguiacuteneo del pulmoacuten rintildeoacuten e intestino

2 No hemos encontrado diferencias significativas en las variables

hemodinaacutemicas de gasometriacutea arterial y hematoloacutegicas entre los dos grupos

(sevoflurano y propofol) en un dispositivo de AMC de flujo continuo

3 No hemos encontrado diferencias significativas en los marcadores

plasmaacuteticos de dantildeo tisular entre los dos grupos (sevoflurano y propofol) en un

dispositivo de AMC de flujo continuo

4 No hemos encontrado diferencias significativas en los marcadores

plasmaacuteticos de respuesta inflamatoria y estreacutes oxidativo entre los dos grupos

(sevoflurano y propofol) en un dispositivo de AMC de flujo continuo

149

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243 Kanaya N Kawana S Tsuchida H Miyamoto A Ohshika H Namiki A

Comparative myocardial depression of sevoflurane isoflurane and

halothane in cultured neonatal rat ventricular myocytes Anesth Analg

199887(5)1041-7

244 Ebert TJ Muzi M Lopatka CW Neurocirculatory responses to

sevoflurane in humans A comparison to desflurane Anesthesiology

199583(1)88-95

245 Cope DK Impastato WK Cohen MV Downey JM Volatile anesthetics

protect the ischemic rabbit myocardium from infarction Anesthesiology

13 Bibliografiacutea13

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182

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246 Preckel B Schlack W Comfegravere T Obal D Barthel H Thaumlmer V

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reperfusion injury after regional myocardial ischaemia in the rabbit heart

in vivo Br J Anaesth 199881(6)905-12

247 Toller WG Kersten JR Pagel PS Hettrick DA Warltier DC

Sevoflurane reduces myocardial infarct size and decreases the time

threshold for ischemic preconditioning in dogs Anesthesiology

199991(5)1437-46

248 Zaugg M Lucchinetti E Spahn DR Pasch T Schaub MC Volatile

anesthetics mimic cardiac preconditioning by priming the activation of

mitocondrial KATP channels via multiple signaling pathways

Anesthesiology 2002 97(1)4-14

249 Hanouz JL Yvon A Massetti M Lepage O Babatasi G Khayat A

Bricard H Geacuterard JL Mechanisms of desflurane-induced preconditioning

in isolated human right atria in vivo Anesthesiology 200297(1)33-41

250 Zhao J Wang F Zhang Y Jiao L Lau WB Wang L et al Sevoflurane

preconditioning attenuates myocardial ischemiareperfusion injury via

caveolin-3-dependent cyclooxygenase-2 inhibition Circulation 2013

128(11 Suppl 1)S121-9

251 Shiomi M Miyamae M Takemura G Kaneda K Inamura Y Onishi A

et al Induction of autophagy restores the loss of sevoflurane cardiac

preconditioning seen with prolonged ischemic insult Eur J Pharmacol

201472458-66

252 Zhou C Li H Yao Y Li L Delayed remote ischemic preconditioning

13 Bibliografiacutea13

13 13 13

183

produces an additive cardioprotection to sevoflurane postconditioning

through an enhanced heme oxygenase 1 level partly via nuclear factor

erythroid 2-related factor 2 nuclear translocation J Cardiovasc

Pharmacol Ther 201419(6)558-66

253 De Hert SG Cromheecke S ten Broecke PW Mertens E De Blier IG

Stockman BA et al Effects of Propofol Desflurane and Sevoflurane on

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254 Malagon I Hogenbirk K van Pelt J Hazekamp MG Bovill JG Effect

of three different anaesthetic agents on the postoperative production of

cardiac troponin T in paediatric cardiac surgery Br J Anaesth

200594(6)805-9

255 Guerrero Orriach JL Galaacuten Ortega M Ramirez Aliaga M Iglesias P

Rubio Navarro M Cruz Mantildeas J Prolonged sevoflurane administration in

the off-pump coronary artery bypass graft surgery beneficial effects J

Crit Care 201328(5)879e13-8

256 Ko SH Yu CW Lee SK Choe H Chung MJ Kwak YG et al Propofol

attenuates ischemia-reperfusion injury in the isolated rat heart Anesth

Analg 199785(4)719-24

257 Sun HY Xue FS Xu YC Li CW Xiong J Liao X el al Propofol

improves cardiac functional recovery after ischemia-reperfusion by up

regulating nitric oxide synthase activity in the isolated rat hearts Chin

Med J (Engl) 2009122(24)3048-54

258 Mets B The pharmacokinetics of anesthetic drugs and adjuvants

during cardiopulmonary bypassActa Anaesthesiol

13 Bibliografiacutea13

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Malbouisson LM et al Effects of cardiopulmonary bypass on propofol

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(Sao Paulo) 200964(3)215-21

260 Bernard JM Doursout MF Wouters P Hartley CJ Merin RG Chelly

JE Effects of sevoflurane and isoflurane on hepatic circulation in the

chronically instrumented dog Anesthesiology 199217(3)541-5

261 Nielsen VG Tan S Kirk KA et al Halothane and xanthine oxidase

increase hepatocellular enzyme release and circulating lactate after

ischemia-reperfusion in rabbits Anesthesiology 199787(4)908-17

262 Caglayan F Caglayan O Gunel E Elcuman Y Cakmak M Intestinal

ischemia-reperfusion and plasma enzyme levels Pediatr Surg Int

200218(4)255-7

263 Abrahacirco MS Montero EFS Junqueira VBC Giavarotti L Juliano Y

Fagundes DJ Biochemical and morphological evaluation of ischemia-

reperfusion injury in rat small bowel modulated by ischemic

preconditioning Transplant Proc 200436(4)860-2

264 Sachs SM Morton JH Schwartz SI Acute mesenteric ischemia

Surgery 198292(4)646-53

265 Yamaguchi T Sawa Y Masai T Nishimura M Chang JC Nishida T

Ohtake S Matuda H Hepatic sinusoid endothelial dysfunction plays a

role in hyperbilirubinemia in patients following implantation of an LVAD

ASAIO J 199743(5)M449-52

266 Miller LW Lietz K Candidate selection for long-term left ventricular

13 Bibliografiacutea13

13 13 13

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200625(7)756-64

267 Bellomo R Acute renal failure En Oh T Oxford Butterworth-

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268 Isles CG Paterson JR Serum creatinine and urea Make the most of

these simple test Br J Hosp Med 199655(8)513-6

269 Story DA Poustie S Liu G McNicol PL Changes in plasma creatinine

concentration after cardiac anesthesia with isoflurane propofol or

sevoflurane a randomized clinical trial Anesthesiology 200195(4)842-

8

270 Mazze RI Callan CM Galvez ST Delgado-Herrera L Mayer DB The

effects of sevoflurane on serum creatinine and blood urea nitrogen

concentrations A retrospective twenty-two-center comparative

evaluation of renal function in adult surgical patients Anesth Analg

200090(3)683-8

271 Groudine SB Fragen RJ Kharasch ED Eisenman TS Frink EJ

McConnell S Comparison of renal function following anesthesia with

low-flow sevoflurane and isoflurane J Clin Anesth 199911(3)201-7

272 Bito H Ikeuchi Y Ikeda K Effects of low-flow sevoflurane anesthesia

on renal function Comparison with high-flow sevoflurane anesthesia and

low-flow isoflurane anesthesia Anesthesiology 199786(6)1231-7

273 Obata R Bito H Ohmura M Moriwaki G Ikeuchi Y Katoh T et al The

effects of prolonged low-flow sevoflurane anesthesia on renal and

hepatic function Anesth Analg 200091(5)1262-8

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13 Bibliografiacutea13

13 13 13

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199888(3)601-10

276 Ebert TJ Arain AR Renal responses to low-flow desflurane

sevoflurane and propofol in patients Anesthesiology 200093(6)1401-6

277 De Hert S Vlasselaers D Barbeacute R Ory JP Dekegel D Donnadonni

R et al A comparison of volatile and non volatile agents for

cardioprotection during on pump coronary surgery Anaesthesia

200964(9)953-60

278 Tuzun E Narin C Gregoric ID Cohn WE Frazier OH Ventricular

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Res 2011171(1)71-5

279 Dodds WJ The pig model for biomedical research Federation Proc

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280 Annecke T Kubitz JC Kahr S Hilberath JM Langer K Kemming GI

et al Effects of sevoflurane and propofol on ischaemia-reperfusion injury

after thoracic-aortic occlusion in pigs Br J Anaesth 2007 May98(5)581-

90

187

8- IacuteNDICE DE FIGURAS Y TABLAS

13 Iacutendice13 de13 Figuras13 y13 Tablas13

13 13 13

188

Iacutendice de Figuras

Paacuteg

Figura 1 Estructura quiacutemica de los agentes halogenados 32

Figura 2 Distribucioacuten del tipo de asistencia ventricular previa al

trasplante por periodos

48

Figura 3 Presiones en el sistema circulatorio 52

Figura 4 Tipos de bombas seguacuten el flujo que producen 53

Figura 5 Fotografiacutea de la bomba Biomeacutedicus 59

Figura 6 Vista panoraacutemica del quiroacutefano de la Unidad de Cirugiacutea

Experimental del Hospital General Universitario Gregorio Marantildeoacuten

80

Figura 7 Respirador Draumlger SA 1 82

Figura 8 Capnoacutegrafo Ohmeda 82

Figura 9 Analizador de gases en sangre GEMregPremiere 82

Figura 10 Fotografiacutea y esquema de la bomba Biomeacutedicus 83

Figura 11 Motor de la consola una vez implantada la bomba

Biomeacutedicus

84

Figura 12 Consola Biomeacutedicus 85

Figura 13 Separacioacuten de la aorta y la arteria pulmonar 94

Figura 14 Clampaje lateral aorta toraacutecica ascendente (A)

Exposicioacuten aacutepex ventriacuteculo y colocacioacuten suturas circulares (B)

Caacutenula de drenaje ventriacuteculo izquierdo (aferente) y Caacutenula aoacutertica

13 Iacutendice13 de13 Figuras13 y13 Tablas13

13 13 13

189

(eferente) (C) 96

Figura 15 Flujo sanguiacuteneo cerebral en ambos loacutebulos frontales en

los grupos Sevoflurano (S) y Propofol (P) antes de asistencia

(AAs) y a los 30 minutos de la asistencia parcial (AP 30acute) loacutebulo

derecho (A) y loacutebulo izquierdo (B)

123

Figura 16 Flujo sanguiacuteneo en el ventriacuteculo derecho (A) y en el

pulmoacuten (B) en los grupos Sevoflurano (S) y Propofol (P) antes de

asistencia (AAs) y a los 30 minutos de la asistencia parcial (AP

30acute)

125

Figura 17 Flujo sanguiacuteneo en el ventriacuteculo izquierdo en los grupos

Sevoflurano (S) y Propofol (P) antes de asistencia (AAs) y a los 30

minutos de la asistencia parcial (AP 30acute) epicardio (A) y

endocardio (B)

127

Figura 18 Flujo sanguiacuteneo en el rintildeoacuten en los grupos Sevoflurano

(S) y Propofol (P) antes de asistencia (AAs) y a los 30 minutos de

la asistencia parcial (AP 30acute) rintildeoacuten derecho (A) y rintildeoacuten izquierdo

(B)

129

Figura 19 Flujo sanguiacuteneo en el hiacutegado (A) y en el intestino (B) en

los grupos Sevoflurano (S) y Propofol (P) antes de asistencia

(AAs) y a los 30 minutos de la asistencia parcial (AP 30acute)

131

13 Iacutendice13 de13 Figuras13 y13 Tablas13

13 13 13

190

Iacutendice de Tablas

Paacuteg

Tabla 1 Distribucioacuten de la edad peso y talla en los dos grupos

experimentales grupo Propofol y grupo Sevoflurano 112

Tabla 2 Variables Hemodinaacutemicas I mediciones antes del

clampaje (Basal) antes de la asistencia (AAs) y tras 30 minutos

de asistencia parcial (AP 30acute) en el grupo Propofol y en el grupo

Sevoflurano

114

Tabla 3 Variables Hemodinaacutemicas II mediciones antes del

clampaje (Basal) antes de la asistencia (AAs) y tras 30 minutos

de asistencia parcial (AP 30acute) en el grupo Propofol y en el grupo

Sevoflurano

115

Tabla 4 Variables Hemodinaacutemicas III mediciones antes del

clampaje (Basal) antes de la asistencia (AAs) y tras 30 minutos

de asistencia parcial (AP 30acute) en el grupo Propofol y en el grupo

Sevoflurano

116

Tabla 5 Variables de la gasometriacutea arterial mediciones antes

del clampaje (Basal) antes de la asistencia (AAs) y tras 30

minutos de asistencia parcial (AP 30acute) en el grupo Propofol (n=5)

y en el grupo Sevoflurano (n=5)

117

Tabla 6 Variables hematoloacutegicas mediciones antes del

clampaje (Basal) antes de la asistencia (AAs) y tras 30 minutos

de asistencia parcial (AP 30acute) en el grupo Propofol y en el grupo

Sevoflurano

118

Tabla 7 Variables bioquiacutemicas de marcadores de dantildeo tisular

mediciones antes del clampaje (Basal) antes de la asistencia

(AAs) y tras 30 minutos de asistencia parcial (AP 30acute) en el grupo

13 Iacutendice13 de13 Figuras13 y13 Tablas13

13 13 13

191

Propofol y en el grupo Sevoflurano 120

Tabla 8 Variables de la respuesta inflamatoria mediciones antes

del clampaje (Basal) antes de la asistencia (AAs) y tras 30

minutos de asistencia parcial (AP 30acute) en el grupo Propofol y en

el grupo Sevoflurano

121

Tabla 9 Microesferas en ambos hemisferios cerebrales antes

de la asistencia (AAs) y tras 30 minutos de asistencia parcial

(AP 30acute) en el grupo Propofol y en el grupo Sevoflurano

122

Tabla 10 Microesferas en el ventriacuteculo derecho y pulmoacuten antes

de la asistencia (AAs) y tras 30 minutos de asistencia parcial (AP

30acute) en el grupo Propofol y en el grupo Sevoflurano

124

Tabla 11 Microesferas en el ventriacuteculo izquierdo antes de la

asistencia (AAs) y tras 30 minutos de asistencia parcial (AP 30acute)

en el grupo Propofol y en el grupo Sevoflurano

126

Tabla 12 Microesferas en el rintildeoacuten antes de la asistencia (AAs) y

tras 30 minutos de asistencia parcial (AP 30acute) en el grupo

Propofol y en el grupo Sevoflurano

128

Tabla 13 Microesferas en el hiacutegado y en el intestino antes de la

asistencia (AAs) y tras 30 minutos de asistencia parcial (AP 30acute)

en el grupo Propofol y en el grupo Sevoflurano

130

192

9- ANEXO

Research ArticleEffects of Sevoflurane and Propofol on Organ Blood Flow inLeft Ventricular Assist Devices in Pigs

Paloma Morillas-Sendiacuten1 Emilio Delgado-Baeza2

Mariacutea Jesuacutes Delgado-Martos2 Moacutenica Barranco1 Juan Francisco del Cantildeizo2

Manuel Ruiacutez3 and Begontildea Quintana-Villamandos14

1Department of Anesthesiology and Intensive Care Gregorio Maranon University General Hospital 28007 Madrid Spain2Department of Experimental Medicine and Surgery Gregorio Maranon University General Hospital 28007 Madrid Spain3Department of Cardiac Surgery Gregorio Maranon University General Hospital 28007 Madrid Spain4Department of Pharmacology Faculty of Medicine Complutense University 28040 Madrid Spain

Correspondence should be addressed to Begona Quintana-Villamandos begoquintigmailcom

Received 26 March 2015Revised 16June 2015Accepted 29 June 2015

Academic Editor Giulio Agnetti

Copyright copy 2015Paloma Morillas-Sendın et alThis is an open access article distributed under the Creative Commons AttributionLicense which permits unrestricted use distribution and reproduction in any medium provided the original work is properly cited

The aim of this study was to assess the effect of sevofl rane and propofol on organ blood flow in a porcine model with a leftventricular assist device (LVAD) Ten healthy minipigs were divided into 2 groups (5 per group) according to the anestheticreceived (sevoflurane or propofol) A Biomedicus centrifugal pump was implanted Organ blood fl w (measured using coloredmicrospheres) markers of tissue injury and hemodynamic parameters were assessed at baseline (pump off) and after 30 minutesof partial support Blood fl w was signific ntly higher in the brain (both frontal lobes) heart (both ventricles) and liver after30 minutes in the sevoflurane group although no signific nt differences were recorded for the lung kidney or ileum Serumlevels of alanine aminotransferase and total bilirubin were signific ntly higher after 30 minutes in the propofol group althoughno signific nt differences were detected between the groups for other parameters of liver function kidney function or lactic acidlevels The hemodynamic parameters were similar in both groups We demonstrated that compared with propofol sevofl raneincreases blood fl w in the brain liver and heart after implantation of an LVAD under conditions of partial support

1 Introduction

Ventricular assist devices (VADs) are a promising therapeuticoption for patients with advanced heart failure VADs canact as a bridge to transplantation as a destination therapyfor patients with contraindications to transplantation or asa bridge to a future recovery [1ndash3] In the last few decadesVADs have been increasingly used in patients with end-stageheart failure because heart transplantation is limited by amarked lack of donors [4]

The main purpose of a VAD is to maintain perfusion ofvital organs To improve the clinical output of the VAD it isnecessary to optimize perioperative conditions (continuous-fl w VAD hemodynamic monitors and anesthetic drugs)[5 6] Although several studies show the effects of the VAD

on organ blood flow (heart brain liver and kidney) [7ndash9]the eff ct of anesthetics on organ blood flow in patients witha VAD has not been analyzed to date Several studies havereported data on the response of organ blood flow to theadministration of various anesthetics [10ndash13] although thiseffect remains unclear for VADs

Given the benefici l effects of volatile anesthetics (sevo-flurane) compared with intravenous anesthesia (propofol)on organ blood fl w during cardiovascular surgery [14ndash17]we hypothesized that compared with propofol sevofluranewould increase organ blood flow in patients with a lef t AD(LVAD) The aim of this study was to investigate differencesbetween the effect of sevoflurane-based volatile anestheticand that of propofol-based intravenous anesthetics on organblood flow (brain liver heart kidney lung and intestine)

Hindawi Publishing CorporationBioMed Research InternationalArticle ID 898373

2 BioMed Research International

(a) (b)

(c)

Figur e 1LVAD placement Aortic partial cross-clamp (a) Implant of the input cannula through the apex of the left ventricle (b and c)

and to assess markers of tissue injury aft r implantation ofan LVAD (continuous centrifugal pump) under conditions ofpartial support in a porcine model

2 Methods

Th animals used in our experiment were from the farmof the Technological Institute of Agrarian Development(EX 013-C) (Community of Madrid Spain) Th pigs weremoved from this farm to the Experimental Medicine andSurgery Unit Gregorio Maranon University General Hospital(ES280790000087) where they remained under a controlledenvironment until the intervention (20ndash22∘C and relativehumidity of 55) The study was performed in accordancewith European Union guidelines on the protection of ani-mals used for experimental and other scientifi purposes(Directive 201063EU and Spanish Royal Decree RD 532013BOE) and was approved by the Ethics Committee GregorioMaranon University General Hospital Madrid Spain

21 Experimental Design Th study was conducted withten healthy minipigs Animals were block-randomized(Microsoft Excel 2003) to receive either propofol in contin-uous perfusion as anesthetic maintenance (propofol group119899 = 5) or sevoflurane (sevoflurane group 119899 = 5)

211Anesthesia Protocol Th animals were simultaneouslypremedicated with intramuscular ketamine 20 mgkg (Keto-lar Parke-Davis Madrid Spain) and atropine 004 mgkg(Atropina Braun Serra-Pamies Reus Spain) Pulse oximetryand electrocardiographic monitoring were performed in

the operating room The pigs were provided with oxygen100 via a face mask a 20 G cannula was inserted intoan ear vein and anesthesia was induced with intravenousfentanyl 25120583gkg (Fentanest Kern Pharma BarcelonaSpain) and propofol 4 mgkg (Diprivan 1 AstraZenecaMadrid Spain) After intubation the animal was con-nected to a volume-controlled ventilator (Drager SA1Drager Medical AG Lubeck Germany) with FIO

2of 1

an inspiratory expiratory ratio of 1 2 a tidal volume of12ndash15mLkg and the respiratory rate adjusted to main-tain normocapnia as previously described [18] Anesthesiawas maintained with intravenous fentanyl (25120583gkg30 min)in all animals and propofol in continuous infusion (11-12mgkgh) (propofol group) or 2 sevoflurane (sevofluranegroup) All animals received an infusion of saline solution(8 mLkgh) A 9 F arterial catheter was inserted into the rightfemoral artery and a pulmonary artery catheter (75 F Swan-Ganz CCOmbo catheter Edwards Lifesciences Irvine CAUSA) connected to an oximetry monitor (Vigilance EdwardsCritical-Care Division Irvine CA USA) was inserted intothe right internal jugular vein

212Surgical Protocol A Biomedicus 540 centrifugal pumpwas implanted in the minipigs undergoing continuous-fl wsupport After median sternotomy the animal was hep-arinized at a dose of 4 mgkg An aortic partial cross-clampwas applied (just for anastomosing the output cannula ofthe LVAD to the aorta) and a 2 cm aortotomy performed(Figure 1(a)) Th output cannula of the LVAD was anas-tomosed to the ascending aorta and the input cannula

BioMed Research International 3

(23 F Medtronic Ultraflex Metdtronic Inc MinneapolisUSA) was placed through the apex of the left ventricleTh implant of the input cannula is practiced by placingtwo circular sutures (Figure 1(b)) and then the cannula wasplaced with two turnstiles around the cannula (Figure 1(c))Finally both cannulas were connected to the device LVADplacement was without cardiopulmonary bypass and withoutcardioplegia Console parameters were adjusted to obtain apump fl w of 50 (partial support) of the baseline cardiacoutput (cardiac output before LVAD is initiated) using thepulmonary artery catheter for 30 minutes Input flow wasmeasured using an ultrasound transducer (EMTEC Ger-many) attached to the input cannula of the device

22 Organ Blood FlowMeasurements Colored microspheres(Dye-Trak Triton Technology Inc San Diego CA USA)were used to measure organ blood flow Once the LVAD wasimplanted (before the start of LVAD baseline) yellow micro-spheres (diameter of 12 microns) were injected into the leftatrium (15 million microspheres per injection) The LVADwas then initiated and violet microspheres were injectedafter 30 minutes of partial support After each experimentthe animal was sacrific d using potassium chloride andtissue samples of both brain hemispheres (right and leftfrontal lobe) heart (right and left ventricles) liver lung(middle lobe of right lung) kidney and ileum were obtainedto measure organ blood fl w Th basic principle of alldeposition techniques for regional fl w measurement is thatthe deposition is proportional to the flow (per unit volume ormass of tissue) Due to the movement of microspheres out ofthe capillaries into the interstitium retention of microspheresis excellent Th idea is that deposited markers give a measureof flow per unit volume of tissue at the level of the capillariesTh microspheres were isolated from tissue by digestionwith potassium hydroxide they were centrifugated the dyeswere extracted from the colored microspheres and theseparation of colors and measurement of their concentrationwas performed by spectrometry [19 20]

23 Markers of Tissue Injury Serum levels of total biliru-bin alanine aminotransferase aspartate aminotransferasegamma-glutamyl transpeptidase and alkaline phosphatasewere evaluated as parameters of hepatobiliary functionCreatinine and urea were studied as parameters of renalfunction Lactate dehydrogenase and lactate were measuredas nonspecifi indicators of tissue injury All previouslydescribed markers of tissue injury and nitric oxide (NO) werestudied at baseline (after implantation before turning it on)and 30 minutes aft r implantation of the LVAD

24 Hemodynamic Measurements Th hemodynamic dataincluded heart rate mean arterial pressure mean pulmonaryarterial pressure central venous pressure pulmonary cap-illary wedge pressure systemic vascular resistance indexpulmonary vascular resistance index continuous cardiacoutput and mixed venous oxygen saturation all of whichwere recorded at baseline and 30 minutes after implantationof the LVAD Body temperature was also studied

25 Hematologic Parameters and Arterial Blood Gas Mea-surements A femoral arterial catheter was used to performthe hematologic and blood gas analyses at baseline and 30minutes after implantation of the LVAD

26 Data Analysis and Statistics Th primary endpoint wasorgan blood fl w in the LVAD which was compared betweenthe two groups The variable was expressed as mean plusmnSEM We used the Kolmogorov-Smirnov test to analyze thedistribution of quantitative variables between-group com-parisons were based on the 119905-test for independent samplesStatistical signific nce was set at a 119875 value of lt005 Thestatistical analysis was performed using IBM SPSS Statisticsfor Windows version 200 (IBM Corp Armonk NY USA)and S-PLUS 61

3 Results

31 Physiological Parameters No differences were detectedbetween the groups (sevoflurane versus propofol) in terms ofage (143 plusmn 7 versus 126 plusmn 10 days 119875 = 028) weight (34 plusmn 1versus 25plusmn3 kg119875 = 0052) or height (93plusmn2 versus 87plusmn1 cm119875 = 007)

32 Effect of Anesthetics on Organ Blood Flow Blood flowwas significantly higher in the brain (both frontal lobes)(Figures 2(a) and 2(b)) heart (both ventricles) (Figures 3(a)and 3(b)) and liver (Figure 4(a)) after 30 minutes of partialsupport in the sevofl rane group than in the propofol groupalthough no significant diff rences were recorded for the lung(Figure 4(b)) kidney (Figure 5(a)) or ileum (Figure 5(b))

33 Effe t of Anesthetics onMarkers of Tissue Injury and NitricOxide Serum levels of alanine aminotransferase and totalbilirubin were signific ntly higher after 30 minutes of partialsupport in the group that received propofol However therewere no significant diff rences between the groups in otherparameters of liver function and kidney function or in lacticacid levels (Table 1) There were no diff rences between thegroups in nitric oxide in plasma (Table 1)

34 Hemodynamic Parameters No differences were foundbetween the groups in pump fl w of LVAD (propofolgroup 094 plusmn 009 Lmin versus sevoflurane group 101 plusmn009 Lmin)

The hemodynamic parameters showed marked stabilityin both groups there were no significant diff rences ineither the sevofl rane group or the propofol group beforeimplantation of the LVAD and aft r 30 minutes of partialsupport (Table 2)

35 Hematologic Parameters and Blood Gas Analysis Nostatistically signific nt differences were found between thegroups for hemoglobin and hematocrit after 30 minutes(Table 3) Arterial oxygenation systemic arterial PCO

2

bicarbonate and pH were similar in both groups beforeimplantation and aft r 30 minutes of partial support(Table 3)

4 BioMed Research International

P(lowast)

S

P

S

0

50

100

150

200

250M

icro

sphe

res (

)

Baseline

Right cerebral hemisphere

PS 30min

(a)

P(lowast)

Baseline

SP

S

0

50

100

150

200

250

Mic

rosp

here

s (

)

Left cerebral hemisphere

PS 30min

(b)

Figur e 2 Date are expressed as the mean plusmn standard error of the mean Cerebral blood fl w in the right frontal lobe (a) and left frontal lobe(b) of pigs with a ventricular assist device in both groups sevofl rane (S) and propofol (P) at baseline and after 30 minutes of partial supportStatistically signific nt differences are shown lowast119875 lt 005 versus sevofl rane

P(lowast)

Baseline

SP

S

0

50

100

150

200

250

Mic

rosp

here

s (

)

Right ventricle

PS 30min

(a)

P(lowast)

S

P

S

0

50

100

150

200

250

Mic

rosp

here

s (

)

Baseline

Left entricle

PS 30min

(b)

Figur e 3 Date are expressed as the mean plusmn standard error of the mean Blood fl w in the right ventricle (a) and left ventricle (b) of pigs witha ventricular assist device in both groups sevofl rane (S) and propofol (P) at baseline and after 30 minutes of partial support Statisticallysignific nt differences are shown lowast119875 lt 005 versus sevofl rane

P(lowast)

SP

S

0

50

100

150

200

250

Mic

rosp

here

s (

)

Baseline

Liver

PS 30min

(a)

Baseline

S

P

S

P

0

50

100

150

200

250

Mic

rosp

here

s (

)

Lung

PS 30min

(b)

Figur e 4 Date are expressed as the mean plusmn standard error of the mean Blood flow in the liver (a) and lung (b) of pigs with a ventricular assistdevice in both groups sevoflurane (S) and propofol (P) at baseline and after 30 minutes of partial support Statistically signific nt differencesare shown lowast119875 lt 005 versus sevofl rane

BioMed Research International 5

S P

SP

0

50

100

150

200

250M

icro

sphe

res (

)

Baseline

Kidney

PS 30min

(a)

Baseline

S

P

S

P

0

50

100

150

200

250

Mic

rosp

here

s (

)

Ileum

PS 30min

(b)

Figur e 5 Date are expressed as the mean plusmn standard error of the mean Blood fl w in the kidney (a) and ileum (b) of pigs with a ventricularassist device in both groups sevofl rane (S) and propofol (P) at baseline and after 30 minutes of partial support

4 Discussion

Th results obtained show that compared with propofolanesthesia with sevoflurane increases blood fl w in thebrain liver and heart tissue aft r implantation of an LVADunder conditions of partial support in a porcine model Inaddition increased levels of serum markers of cellular injuryin LVAD were observed with propofol To our knowledgethis is the first study to demonstrate a benefici l effect ofsevofl rane compared with propofol on organ blood flow in aBiomedicus 540 centrifugal pump in a porcine model The efindi gs justify further investigation to determine whethersevoflurane modifie organ blood fl w in clinical settings

Th number of patients diagnosed with advanced heartfailure is increasing worldwide and LVAD is a pivotaltreatment option for end-stage heart failure [21] Becausecomplications in the use of LVAD (multiple organ fail-ure right ventricular failure neurological dysfunction andarrhythmias) have been reported [22 23] anesthesia andperioperative management of these critically compromisedpatients requires extensive monitoring special anestheticmanagement with appropriate drugs and expert postopera-tive care [24 25]

41Effect of Anesthetics on Organ Blood Flow Several studieshave reported changes in organ blood flow in responseto the administration of volatile anesthetics and propofol[11ndash13 26ndash28] although this effect has not been analyzedduring implantation of an LVAD Sevofl rane and propo-fol are frequently used as maintenance anesthetics duringplacement of an LVAD [29] Some authors have associatedreduced cerebral blood fl w with both drugs [12] howeverwe only found greater cerebral blood flow in sevofl rane-anesthetized animals with an LVAD Patients with LVADare associated with neurologic events Th most commoncauses are thromboembolism and hemorrhagic stroke andless frequent causes are ischemia due to low perfusion andair embolism [30] However we are not sure that a higherfl w reduces the occurrence of ischemia due to air embolismAccording to our results sevoflurane could be a good option

to lower the incidence of ischemia due to low perfusion inLVAD-supported patients

Th results of some studies support cardiac and hepaticprotective effects of sevoflurane with respect to propofolaft r coronary artery surgery in humans [14 16] Our resultsalso support the beneficial effect of sevofl rane comparedwith propofol on the heart and liver in LVAD However nodifferences were observed with sevoflurane compared withpropofol for blood fl w in other organs (lung kidney andintestine) The different blood fl w response to sevofluranecould be explained by its dose-dependent effect [26ndash28]

Propofol and sevofl rane are used during cardiac surgeryPropofol exerts cardioprotective effects by different mecha-nisms in the isolated heart it attenuates metabolic changesinduced by exogenously applied hydrogen peroxide [31]reduces infarct size by inhibition of GSK-3120573 activity (propo-fol induces cardiac preconditioning) [32] and attenuatesischemia-reperfusion injury mediated through increase innitric oxide synthase activity and NO production (cardiacfunction and coronary flow are improved with propofol)[33 34] In our study there were no differences in NObetween both groups sevofl rane and propofol Propofolattenuates the changes in myocardial tissue levels of adeninenucleotides and lactate during ischemia reduces troponinI release on reperfusion after cardioplegic arrest in car-diopulmonary bypass in a model porcine [35] and showsantiarrhythmic effect during myocardial ischemia in rats[36] However cardiopulmonary bypass (CPB) is knownto alter the plasma propofol concentrations (hemodilutionhypotension hypothermia isolation of the lungs from thecirculation and possible sequestration of drugs in the bypasscircuit affect drugs plasma concentrations) [37]

Sevoflurane also induces preconditioning and attenu-ates myocardial ischemiareperfusion injury via caveolin-3-dependent cyclooxygenase-2 inhibition AMP-activated pro-tein kinase and antioxidative effects in experimental studies[38ndash40] Clinical studies show that sevoflurane providescardioprotection in patients undergoing coronary arterybypass graft (CABG) [41] and there is some data that showsthat troponin T levels after off- ump CABG were lower in

6 BioMed Research International

Ta ble 1 Markers of tissue injury and nitric oxide in both groups(propofol and sevoflurane) at baseline and 30 minutes after implan-tation of a left ventricular assist device

Propofol119899 = 5

Sevofl rane119899 = 5

119875 values

ALT (UL)Baseline 29 plusmn 2 25 plusmn 2 0221PS 301015840 29 plusmn 2 23 plusmn 2 0048lowast

AST (UL)Baseline 50 plusmn 10 35plusmn 3 0116PS 301015840 94 plusmn 46 44 plusmn 3 0358

Bilirubin (mgdL)Baseline 025 plusmn 006 013plusmn 002 0081PS 301015840 024 plusmn 002 012plusmn 004 0028lowast

GGT (UL)Baseline 63 plusmn 12 55 plusmn 8 0584PS 301015840 62 plusmn 22 47 plusmn 8 0496

AP (UL)Baseline 82 plusmn 8 72 plusmn 8 0428PS 301015840 89 plusmn 12 79 plusmn 7 0507

LDH (UL)Baseline 330 plusmn 19 331plusmn 13 0943PS 301015840 374 plusmn 18 347 plusmn 27 0420

Creatinine (mgdL)Baseline 044 plusmn 003 057 plusmn 006 0085PS 301015840 045 plusmn 003 047 plusmn 003 0596

Urea (mgdL)Baseline 272 plusmn 22 222 plusmn 09 0059PS 301015840 282 plusmn 26 222 plusmn 12 0053

Lactic acidBaseline 15 plusmn 05 11plusmn 02 0453PS 301015840 15plusmn 03 12plusmn 02 0434

NO (120583M)Baseline 418 plusmn 47 691plusmn 47 0056PS 301015840 280 plusmn 92 478 plusmn 92 0270

Data are expressed as the mean plusmn standard error of the mean ALT alaninetransaminase AST aspartate aminotransferase GGT gamma-glutamyltranspeptidase AP alkaline phosphatase (AP) LDH lactate dehydrogenaseNO nitric oxide PS partial support Statistically signific nt differences areshown lowast119875 lt 005 propofol versus sevofl rane

patients receiving sevofl rane compared to propofol [42]In this context cardioprotection by sevoflurane comparedto propofol could also be superior in patients undergoingnoncardiac surgery [43] However troponin T increasedin patients undergoing repair of congenital heart defectwith cardiopulmonary bypass anesthetized with propofol andsevoflurane [44] In our study we did not use cardiopul-monary bypass (there was no ischemiareperfusion) in LVADimplantation

It is known that sevoflurane tends to cause vasodilatationcerebral increases cerebral blood flow (CBF) and decreasescerebrovascular resistance [45] However propofol produces

Ta ble 2 Hemodynamic parameters in both groups (propofol andsevofl rane) at baseline and 30 minutes after implantation of a leftventricular assist device

Propofol119899 = 5

Sevofl rane119899 = 5

119875 values

HR (beatsmin)Baseline 95 plusmn 4 89 plusmn 9 0546PS 301015840 101plusmn 6 101plusmn 6 0964

APm (mmHg)Baseline 70 plusmn 3 65 plusmn 5 0384PS 301015840 65 plusmn 8 74 plusmn 7 0404

PAPm (mmHg)Baseline 23 plusmn 2 25 plusmn 2 0506PS 301015840 27 plusmn 1 33 plusmn 3 0083

CVP (mmHg)Baseline 15 plusmn 1 15 plusmn 1 0856PS 301015840 14plusmn 3 16 plusmn 2 0584

CPP (mmHg)Baseline 18 plusmn 1 18 plusmn 1 0471PS 301015840 15plusmn 05 19 plusmn 1 0052

SVRIBaseline 1583 plusmn 199 1368 plusmn 143 0450PS 301015840 1128 plusmn 173 1433 plusmn 234 0351

PVRIBaseline 171plusmn 65 159 plusmn 32 0877PS 301015840 217 plusmn 37 339 plusmn 85 0269

CO (Lmin)Baseline 24 plusmn 03 3 plusmn 03 0185PS 301015840 25 plusmn 04 31plusmn 04 0347

SvO2 ()Baseline 77 plusmn 4 82 plusmn 3 0429PS 301015840 82 plusmn 1 89 plusmn 3 0150119879 (∘C)

Baseline 351plusmn 02 359 plusmn 03 0080PS 301015840 339 plusmn 04 346 plusmn 04 0332

Data are expressed as the mean plusmn standard error of the mean HRheart rate APm mean arterial blood pressure PAPm pulmonary arterymean pressure CVP central venous pressure CPP pulmonary capillarywedge pressure SVRI systemic vascular resistance index PVRI pulmonaryvascular resistance index CO continuous cardiac output SvO2 mixedvenous oxygen saturation 119879 temperature PS partial support

cerebral vasoconstriction indirectly by reducing cerebralmetabolism and causes a decrease in CBF that is well matchedto cerebral metabolism [46] Regarding why in our studysevoflurane increases CBF Kaisti et al [12] confirmed thatCBF is lower with propofol than with sevoflurane

42 Effe t of Anesthetics on Markers of Tissue Injury Thobjective of a VAD is to maintain adequate organ perfusion[2] However liver dysfunction has been observed despiteadequate hemodynamic support with an LVAD [47] Some

BioMed Research International 7

Ta ble 3 Hematologic parameters and blood gas analysis in bothgroups (propofol and sevoflurane) at baseline and 30 minutes afterimplantation of a left ventricular assist device

Propofol119899 = 5

Sevofl rane119899 = 5

119875 values

pHBaseline 74 plusmn 003 74 plusmn 002 0314PS 301015840 73 plusmn 003 74 plusmn 002 0583

PO2 (mmHg)Baseline 503 plusmn 24 425 plusmn 42 0147PS 301015840 492 plusmn 43 483 plusmn 25 0867

PCO2 (mmHg)Baseline 35 plusmn 2 38 plusmn 2 0428PS 301015840 38 plusmn 3 42 plusmn 3 0322

HCO3minus (mmolL)

Baseline 22 plusmn 1 26 plusmn 1 0073PS 301015840 21plusmn 1 24 plusmn 1 0052

Hb (gdL)Baseline 70 plusmn 01 74 plusmn 04 0337PS 301015840 80 plusmn 05 83 plusmn 07 0730

Hct ()Baseline 197 plusmn 03 219plusmn 12 0148PS 301015840 225plusmn 14 245 plusmn 20 0452

Data are expressed as the mean plusmn standard error of the mean PO2 partialpressure of oxygen PCO2 partial pressure of carbon dioxide HCO3

minusbicarbonate Hb hemoglobin Hcto hematocrit PS partial support

authors have reported hyperbilirubinemia in patients follow-ing implantation of an LVAD by hepatic sinusoid endothelialdysfunction [48] or cardiac congestion [49] In our studytotal bilirubin was higher in propofol-anesthetized animalsthan in sevoflurane-anesthetized animals this finding wasconsistent with reduced blood fl w in the liver and heart withrespect to sevoflurane-anesthetized pigs

Bernard et al [50] found a portal blood fl w decreasedat both 12 and 2 MAC sevoflurane whereas an increase inhepatic arterial blood flow was recorded at 2 MAC Thesefindi gs could explain why sevoflurane increases hepaticblood fl w in our study

43 Benefit of the Results for the Clinics In our study theuse of sevoflurane leads to better outcomes after LVADimplantation by optimizing blood flow in the heart brainand liver Although the necessary time to place an LVADis short the use of volatile anesthetic in cardiac surgerypotentially reduces long-term cardiovascular complicationsand mortality [51] Furthermore intraoperative and post-operative sevoflurane administration in patients undergo-ing off-pump CABG could improve the cardioprotectiveeffect compared with patients who received sevofl rane onlyin the intraoperative period [42] It is possible becausethere is a disposable delivery system (AnaConDa) that isdesigned for halogenated sedation of patients in ICU [42]LVAD biventricular assist device (BIVAD) and extracor-poreal membrane oxygenation (ECMO) are associated with

a high incidence of complications (bleeding and tamponaderequiring reexploration right ventricular failure respiratoryfailure acute respiratory distress syndrome and pulmonaryedema neurologic complications renal and hepatic failureand infection) [5] and patients with complications are likelyto require sedation and mechanical ventilation for a longertime period in ICU [52] The e patients could benefit fromthe sevofl rane eff ct over organs flow not only during theintraoperative but also during the postoperative recoveryperiod in the ICU

44 Study Limitations Th present study is subject to a seriesof limitations First the LVAD is designed to be used inpatients with heart failure therefore our results may notbe directly applicable in clinical practice because we used ahealthy heart as described elsewhere [53 54] Thi limitationshould be addressed in an animal cardiogenic shock modelSecond since we studied the short-term effects of anesthetics(propofol and sevoflurane) in animals with an LVAD thelong-term eff cts of these drugs on organ blood flow warrantfurther investigation Third the effects of inhaled anesthetics[26ndash28 55] and the intravenous anesthesia (propofol opi-oids) [56 57] may be dose-dependent Th concentration ofsevoflurane we used represents approximately 1 minimumalveolar concentration which is similar to the concentrationused in other studies that show benefici l effects in a model ofischemia-reperfusion aft r thoracic-aortic occlusion in pigs[58]

We found that sevofl rane could be superior to propofolwith respect to blood fl w in the brain liver and hearttissue in a porcine model with LVAD These findings mayhave signific nt clinical implications for anesthesiologistsregarding the choice of sevoflurane in patients with an LVAD

Conflict of Interests

The authors declare that there is no conflict of interestsregarding the publication of this paper

Acknowledgment

This work was supported by FIS (PI081480)

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  • Tesis Paloma Morillas Sendiacuten
    • Portada
    • AGRADECIMIENTOS
    • LISTA DE ABREVIATURAS
    • IacuteNDICE
    • Resumen y Abstract
      • Abstract
        • 1 Introduccioacuten
        • 2 Hipoacutetesis y Objetivos
        • 3 Material y Meacutetodo
        • 4 Resultados
        • 5 Discusioacuten
        • 6 Conclusiones
        • Bibliografiacutea
        • Iacutendice de Figuras y Tablas
        • ANEXO
Page 6: UNIVERSIDAD COMPLUTENSE DE MADRIDinflamatorias y redox (proteína de choque térmico 70, C3a, factor de necrosis tumoral, óxido nítrico). Discusión: En este trabajo hemos tratado

Procuremos agradar e instruir nunca asombrar

Santiago Ramoacuten y Cajal

13 Agradecimientos13

13 13 13

5

AGRADECIMIENTOS

Deseo expresar mi maacutes carintildeoso agradecimiento

A la Prof Begontildea Quintana Villamandos por ser el alma del proyecto por su

confianza en miacute para realizar este trabajo junto con su permanente e inmensa

dedicacioacuten

A la Prof Mariacutea Jesuacutes Delgado Martos por su inestimable ayuda teacutecnica y

soporte

Al Prof Emilio Delgado Baeza por una vida dedicada a la investigacioacuten y por

su intenso afaacuten por transmitir sus conocimientos

Al Prof Juan Francisco del Cantildeizo investigador docente e inventor de

dispositivos de asistencia mecaacutenica circulatoria por transmitir motivacioacuten e

ilusioacuten en esta liacutenea de investigacioacuten

A mis compantildeeros de investigacioacuten adjuntos y residentes del Servicio de

Anestesiologiacutea y del de Cirugiacutea Cardiacuteaca a los miembros del Departamento de

Cirugiacutea Experimental del Hospital General Universitario Gregorio Marantildeoacuten sin

los cuales este trabajo no hubiera sido posible

A mis amigos que han estado apoyaacutendome en los momentos maacutes difiacuteciles y

decisivos

13 Agradecimientos13

13 13 13

6

A mis padres por su constante estiacutemulo y fuerza para enfrentarme a los

proyectos a mis abuelos por sus buenos consejos y a mis hermanos Ignacio y

Cristina

A Luciano por su paciencia y apoyo por el tiempo que me ha concedido Sin

su apoyo este trabajo nunca se hubiera escrito

A todos muchas gracias

13 Lista13 de13 Abreviaturas13

13 13 13

7

LISTA DE ABREVIATURAS

AAs Momento antes de iniciar la asistencia

Abs Absorbancia

ACCAHA Colegio Americano de Cardiologiacutea y Asociacioacuten de Cardiologiacutea

Americana

ALT Alanina aminotransferasa

AST Aspartato aminotrasnferasa

AMC Asistencia mecaacutenica circulatoria

AP 30acute Momento transcurridos 30 minutos de asistencia parcial de AMC

AVM Asistencia ventricular mecaacutenica

C3a Complemento C3 activado

CAM Concentracioacuten alveolar miacutenima

CAP Cateacuteter de arteria pulmonar o Swan-Ganz

CO Monoacutexido de carbono

DAV Dispositivo de asistencia ventricular

ECMO Oxigenador de membrana extracorpoacuterea

eNOS Oacutexido niacutetrico sintasa endotelial

FA Fraccioacuten alveolar

FA Fosfatasa alcalina

FC Frecuencia cardiaca

FEVI Fraccioacuten de eyeccioacuten del ventriacuteculo izquierdo

FI Fraccioacuten inspiratoria

Fig Figura

FSC Flujo sanguiacuteneo cerebral

FSCr Flujo sanguiacuteneo cerebral regional

GC Gasto cardiaco

13 Lista13 de13 Abreviaturas13

13 13 13

8

GGT gamma-guamil-transpeptidasa

Hb Hemoglobina

Hcto Hematocrito

Hsp Heat shock protein (proteiacutena de choque teacutermico)

HGUGM Hospital General Universitario Gregorio Marantildeoacuten

IC Insuficiencia cardiaca

Ic Iacutendice cardiaco

IL Interleukinas

im Intramuscular

iNOS Oacutexido niacutetrico sintasa inducible

IRVS Iacutendice de resistencias vasculares sisteacutemicas

ITSVD Iacutendice de trabajo sistoacutelico del ventriacuteculo derecho

ITSVI Iacutendice de trabajo sistoacutelico del ventriacuteculo izquierdo

iv intravenoso

IVS Iacutendice de volumen sistoacutelico

LDH lactato deshidrogenasa

LPO Lipoperoxidasa

LVAD Dispositivo de asistencia mecaacutenica de ventriacuteculo izquierdo

MDA Malondihaldeiacutedo

ME Microesferas

MPO Mieloperoxidasa

NADPH Nicotinamida adenina dinucleoacutetido fosfato

nNOS Oacutexido niacutetrico sintasa neuronal

NO Oacutexido niacutetrico

NOS Oacutexido niacutetrico sintasa o sintetasa

PA Presioacuten arterial

PaCO2 Presioacuten arterial de dioacutexido de carbono

13 Lista13 de13 Abreviaturas13

13 13 13

9

PAD Presioacuten arterial diastoacutelica

PAm Presioacuten arterial media

PaO2 Presioacuten arterial de oxiacutegeno

PAP Presioacuten arteria pulmonar

PAPD Presioacuten arterial pulmonar diastoacutelica

PAPm Presioacuten arterial pulmonar media

PAPS Presioacuten arterial pulmonar sistoacutelica

PAS Presioacuten arterial sistoacutelica

PCP Presioacuten capilar pulmonar

PCR Proteiacutena C-reactiva

PIC Presioacuten intracraneal

PNC Peacuteptido natriureacutetico cerebral

PROP Grupo propofol

PVC Presioacuten venosa central

Qp Flujo sanguiacuteneo pulmonar

Qs Flujo sanguiacuteneo sisteacutemico

RCV Resistencia cerebrovascular

RCV Resistencia cerebrovascular

RCVr Resistencia cerebrovascular regional

RD Real Decreto

RLO Radicales libres de oxiacutegeno

rMTT o TMTr Traacutensito cerebral vascular regional

RNS Especies reactivas de nitroacutegeno

ROS Especies reactivas de oxiacutegeno

RVP Resistencias vasculares pulmonares

RVS Resistencias vasculares sisteacutemicas

SEM Error estaacutendar de la media

13 Lista13 de13 Abreviaturas13

13 13 13

10

SEVO Grupo Sevoflurano

SvO2 Saturacioacuten venosa de oxiacutegeno

Tordf Temperatura

TMTr o rMTT Traacutensito cerebral vascular regional

TNF Factor de necrosis tumoral

UCI Unidad cuidados intensivos

VI Ventriacuteculo izquierdo

VS Volumen sistoacutelico

VSC Volumen sistoacutelico cerebral

VSCr Volumen sistoacutelico cerebral regional

13 Iacutendice13

13 13 13

11

IacuteNDICE

Paacuteg

RESUMEN Y ABSTRACT

1- INTRODUCCIOacuteN

14

28

11 FAacuteRMACOS ANESTEacuteSICOS PROPOFOL Y SEVOFLURANO 29

111 Propiedades 29

112 Faacutermacos hipnoacuteticos y cirugiacutea cardiovascular 37

113 Efecto de los anesteacutesicos sobre el flujo de los oacuterganos 41

114 Efecto de los anesteacutesicos sobre los biomarcadores de

respuesta inflamatoria y oacutexido niacutetrico

41

12 ASISTENCIA MECAacuteNICA CIRCULATORIA 44

121 Concepto de asistencia mecaacutenica circulatoria 44

122 Clasificacioacuten y principales dispositivos 51

123 Asistencia mecaacutenica circulatoria parcial y total 60

124 Asistencia mecaacutenica circulatoria y flujo de los oacuterganos 61

125 Asistencia mecaacutenica circulatoria y respuesta inflamatoria 62

13 JUSTIFICACIOacuteN 71

2- HIPOacuteTESIS Y OBJETIVOS 73

21 HIPOacuteTESIS 74

22 OBJETIVOS 74

23 PLANTEAMIENTO 75

13 Iacutendice13

13 13 13

12

3- MATERIAL Y MEacuteTODO 77

31 MATERIAL

78

311- Animal de experimentacioacuten 78

312- Quiroacutefano e instalaciones 79

313- Material anesteacutesico 80

314- Dispositivo de asistencia ventricular Bomba Biomeacutedicus 82

315- Marcadores del flujo de los oacuterganos 87

316- Marcadores de respuesta inflamatoria 90

317- Marcador de estreacutes oxidativo 90

32 MEacuteTODO

91

321- Tipo de estudio 91

322- Meacutetodo anesteacutesico 91

323- Meacutetodo quiruacutergico 93

324- Meacutetodo del estudio del flujo de los oacuterganos 97

325- Meacutetodo del estudio de marcadores de dantildeo tisular 103

326- Meacutetodo del estudio de respuesta inflamatoria 104

327- Meacutetodo del estudio de estreacutes oxidativo 106

328- Desarrollo de las experiencias 107

329- Meacutetodo estadiacutestico 108

13 Iacutendice13

13 13 13

13

4- RESULTADOS 111

41 Efecto del propofol y sevoflurano sobre las variables

hemodinaacutemicas

113

42 Efecto del propofol y sevoflurano sobre las variables de la

gasometriacutea arterial y hematoloacutegicas

117

43 Efecto del propofol y sevoflurano sobre las variables

bioquiacutemicas marcadores de dantildeo tisular

119

44 Efecto del propofol y sevoflurano sobre la respuesta

inflamatoria y estreacutes oxidativo

121

45 Efecto del propofol y sevoflurano sobre las microesferas 122

5- DISCUSIOacuteN 132

6- CONCLUSIONES 147

7- BIBLIOGRAFIacuteA 149

8- IacuteNDICE DE FIGURAS Y TABLAS 187

9- ANEXO 192

14

RESUMEN y ABSTRACT

13 Resumen13 y13 Abstract13

13 13 13

15

Introduccioacuten Los dispositivos de asistencia mecaacutenica circulatoria

(AMC) son una opcioacuten terapeacuteutica prometedora para los pacientes con

insuficiencia cardiacuteaca avanzada Pueden actuar como puente al trasplante

como terapia de destino para los pacientes con contraindicaciones para el

trasplante o como un puente hacia un futuro de recuperacioacuten En las uacuteltimas

deacutecadas las AMC se han utilizado cada vez maacutes en los pacientes con

insuficiencia cardiacuteaca terminal ya que el trasplante cardiaco estaacute limitado por

una falta de donantes El principal objetivo de una AMC es mantener la

perfusioacuten de los oacuterganos vitales Para mejorar la salida cliacutenica de la AMC es

necesario optimizar las condiciones perioperatorias (AMC de flujo continuo

monitores hemodinaacutemicos y los faacutermacos anesteacutesicos) en la implantacioacuten de

estos dispositivos Aunque varios estudios muestran los efectos de la AMC en

el flujo de los oacuterganos (corazoacuten cerebro hiacutegado y rintildeoacuten) el efecto de los

anesteacutesicos en el flujo de los oacuterganos en pacientes con una AMC no ha sido

analizado hasta la fecha

Hipoacutetesis y Objetivos Dados los efectos beneficiosos de los

anesteacutesicos volaacutetiles (sevoflurano) en comparacioacuten con la anestesia

intravenosa (propofol) sobre el flujo de los oacuterganos durante la cirugiacutea

cardiovascular la hipoacutetesis que planteamos en este trabajo es que el

sevoflurano en comparacioacuten con el propofol podriacutea aumentar el flujo

sanguiacuteneo de los oacuterganos en pacientes con una AMC izquierda El objetivo

principal de este estudio fue evaluar el efecto del sevoflurano y propofol en el

flujo de los oacuterganos en un dispositivo de AMC de flujo continuo Los objetivos

13 Resumen13 y13 Abstract13

13 13 13

16

secundarios fueron el estudio de los efectos del sevoflurano y del propofol en

los paraacutemetros hemodinaacutemicos gasomeacutetricos y hematoloacutegicos en los

marcadores plasmaacuteticos de dantildeo tisular y en los marcadores plasmaacuteticos de

respuesta inflamatoria y estreacutes oxidativo en un dispositivo de AMC de flujo

continuo

Material y Meacutetodo Diez cerdos fueron divididos en 2 grupos (5 por

grupo) de acuerdo con la anestesia recibida (sevoflurano o propofol) Se

implantoacute una bomba centriacutefuga Biomeacutedicus El flujo sanguiacuteneo de los oacuterganos

(medido mediante el meacutetodo de microesferas de colores)los marcadores de

lesioacuten tisular respuesta inflamatoria y la regulacioacuten redox las variables de la

gasometriacutea arterial hematoloacutegicas y hemodinaacutemicas fueron evaluados al inicio

del estudio (antes del clampaje lateral de la aorta) antes de asistencia (bomba

AMC apagada) y tras 30 minutos de la asistencia parcial

Resultados El flujo sanguiacuteneo fue significativamente mayor en el

cerebro corazoacuten e hiacutegado despueacutes de 30 minutos de asistencia parcial en el

grupo sevoflurano aunque no se registraron diferencias significativas en los

pulmones los rintildeones o el intestino Los niveles seacutericos de alanina

aminotransferasa y bilirrubina total fueron significativamente maacutes altos despueacutes

de 30 minutos de asistencia parcial en el grupo propofol aunque no se

detectaron diferencias significativas entre los grupos en otros paraacutemetros de la

funcioacuten hepaacutetica ni renal Los paraacutemetros hemodinaacutemicos fueron similares en

13 Resumen13 y13 Abstract13

13 13 13

17

ambos grupos No se encontraron diferencias significativas en los paraacutemetros

hematoloacutegicos y anaacutelisis de gases en sangre en las variables de regulacioacuten

inflamatorias y redox (proteiacutena de choque teacutermico 70 C3a factor de necrosis

tumoral oacutexido niacutetrico)

Discusioacuten En este trabajo hemos tratado de dilucidar la importancia de

la optimizacioacuten de los faacutermacos anesteacutesicos (propofol versus sevoflurano) en

los dispositivos de AMC y proponer el protocolo maacutes oacuteptimo en cuanto al flujo

de los oacuterganos la respuesta inflamatoria y el estreacutes oxidativo Consideramos

necesario este estudio ya que en la praacutectica cliacutenica habitual durante las cirugiacuteas

en las que se lleva a cabo el implante de los dispositivos de AMC el

mantenimiento anesteacutesico se realiza con estos faacutermacos (sevoflurano propofol)

y posteriormente los pacientes pueden permanecer sedados en las unidades

de cuidados especiales a la espera de un corazoacuten o a la espera de la

recuperacioacuten del ventriacuteculo nativo

En nuestro estudio no hemos encontrado diferencias en las variables

hemodinaacutemicas entre los dos grupos (sevoflurano y propofol) en AMC sin

embargo en la literatura encontramos estudios que muestran la disminucioacuten en

la presioacuten arterial y en la frecuencia cardiaca asociada al propofol en la

induccioacuten anesteacutesica

Se han realizado diferentes estudios para evaluar los efectos de los

faacutermacos anesteacutesicos sobre el metabolismo y el flujo sanguiacuteneo en el cerebro

Los resultados son sin embargo en parte contradictorios En nuestro trabajo el

13 Resumen13 y13 Abstract13

13 13 13

18

sevoflurano mostroacute un mayor flujo sanguiacuteneo cerebral que el propofol tras la

implantacioacuten de una AMC Este aumento podriacutea deberse a la vasodilatacioacuten

cerebral producida por los anesteacutesicos volaacutetiles no observada con el propofol

De hecho el propofol produce vasoconstriccioacuten cerebral indirectamente al

disminuir el metabolismo cerebral y disminuye la presioacuten intracraneal en

modelos animales El sevoflurano tiene un efecto vasodilatador intriacutenseco

dosis-dependiente sin aumentar la presioacuten intracraneal Las complicaciones

neuroloacutegicas en los pacientes portadores de AMC estaacuten asociadas a una alta

morbilidad y mortalidad siendo su incidencia entre el 2 y el 48 El

tromboembolismo y el accidente cerebro vascular hemorraacutegico son las

complicaciones neuroloacutegicas maacutes frecuentes siendo la isquemia cerebral por

hipoperfusioacuten y el embolismo seacuteptico y aeacutereo menos frecuentes El mayor flujo

sanguiacuteneo cerebral con el sevoflurano observado en nuestro estudio podriacutea

sugerir su indicacioacuten en pacientes con AMC ya que la isquemia cerebral

causada por baja perfusioacuten es una complicacioacuten neuroloacutegica asociada a estos

dispositivos

En nuestro trabajo el sevoflurano mostroacute un mayor flujo sanguiacuteneo en el

corazoacuten que el propofol tras la implantacioacuten de una AMC El sevoflurano y el

propofol son faacutermacos empleados en la praacutectica cliacutenica habitual en la cirugiacutea

cardiaca En la literatura encontramos trabajos que muestran el efecto

cardioprotector del sevoflurano en la cirugiacutea cardiaca en humanos Los

anesteacutesicos volaacutetiles han demostrado directa o indirectamente mejorar el

precondicionamiento isqueacutemico lo que resulta en la cardioproteccioacuten frente al

infarto de miocardio y disfuncioacuten miocaacuterdica irreversible El propofol tambieacuten ha

demostrado cierto efecto cardioprotector en corazones aislados de rata

13 Resumen13 y13 Abstract13

13 13 13

19

disminuyendo la lesioacuten por isquemia-reperfusioacuten (mejorando la funcioacuten cardiaca

y el flujo coronario) mediante un aumento de la oacutexido niacutetrico sintasa y la

produccioacuten de oacutexido niacutetrico En nuestro trabajo los niveles de oacutexido niacutetrico en

plasma fueron similares en ambos protocolos anesteacutesicos (sevoflurano y

propofol)

En nuestro trabajo el sevoflurano mostroacute un mayor flujo sanguiacuteneo en el

hiacutegado que el propofol tras la implantacioacuten de una AMC Estos hallazgos

podriacutean estar relacionados con el aumento del flujo sanguiacuteneo hepaacutetico

encontrado en el grupo del sevoflurano en nuestro trabajo En la literatura

encontramos trabajos que muestran el efecto protector hepaacutetico del

sevoflurano La liberacioacuten de enzimas intracelulares y su deteccioacuten en

muestras de sangre circulante es un meacutetodo aceptado para detectar dantildeo

tisular La lactato deshidrogenasa se encuentra en el citoplasma de diversos

tipos de ceacutelulas y se puede considerar un indicador no especiacutefico de dantildeo

tisular La alanina y la aspartato aminotransferasas son marcadores de dantildeo

hepaacutetico y se han correlacionado con dantildeo histoloacutegico hepaacutetico Ademaacutes la

aspartato aminotransferasa es un enzima intestinal de la seromucosa y se

libera durante la lesioacuten de isquemia-reperfusioacuten intestinal En nuestro trabajo no

hemos encontrado diferencias entre los dos grupos en los valores de las

transaminasas aspartato aminotransferasa y gamma-glutamil-transpeptidasa

fosfatasa alcalina lactato deshidrogenasa creatinina y aacutecido laacutectico Sin

embargo siacute hemos encontrado un descenso del marcador de dantildeo hepaacutetico

(alanina aminotransferasa) en el grupo del sevoflurano con respecto al del

propofol Esto podriacutea estar relacionado con el aumento del flujo hepaacutetico

encontrado en el grupo del sevoflurano

13 Resumen13 y13 Abstract13

13 13 13

20

Es comuacuten la hiperbilirrubinemia en los pacientes tras de la implantacioacuten

de una AMC por disfuncioacuten endotelial del sinusoide hepaacutetico o por la

congestioacuten cardiaca En nuestro trabajo la bilirrubina total fue mayor en los

animales anestesiados con propofol (a los 30minutos de asistencia parcial) con

respecto al grupo del sevoflurano Este hallazgo podriacutea estar relacionado con la

reduccioacuten del flujo sanguiacuteneo en el hiacutegado y el corazoacuten en el grupo del

propofol con respecto a los cerdos anestesiados con sevoflurano

Limitaciones Al analizar nuestro trabajo experimental hemos

encontrado una serie de limitaciones En primer lugar la AMC estaacute disentildeada

para ser utilizada en los pacientes con insuficiencia cardiacuteaca por lo tanto

nuestros resultados no pueden ser directamente aplicables a la praacutectica cliacutenica

ya que nuestro trabajo se ha realizado con animales sanos En segundo lugar

hemos estudiado los efectos a corto plazo de los anesteacutesicos (propofol y

sevoflurano) en animales con una AMC por lo que seriacutea importante realizar

estudios que evaluacuteen si estas diferencias se mantienen en el tiempo En tercer

lugar tanto en los modelos animales como en la praacutectica cliacutenica los efectos de

los anesteacutesicos inhalados sobre el flujo sanguiacuteneo de los oacuterganos pueden ser

dependientes de la dosis administrada Seraacuten por tanto necesarios nuevos

estudios para evaluar la relacioacuten dosis-dependencia y buscar un umbral de

mejora del flujo sanguiacuteneo a nivel orgaacutenico No podemos olvidar la necesidad

de los ensayos cliacutenicos aleatorizados que confirmen en humanos los resultados

obtenidos en este trabajo y que muestren su repercusioacuten cliacutenica

13 Resumen13 y13 Abstract13

13 13 13

21

Conclusiones El sevoflurano muestra con respecto al propofol un

aumento del flujo sanguiacuteneo en el cerebro corazoacuten e hiacutegado en un dispositivo

de AMC de flujo continuo en un modelo porcino Sin embargo no hemos

encontrado diferencias en el flujo sanguiacuteneo del pulmoacuten rintildeoacuten e intestino No

hemos encontrado diferencias significativas en las variables hemodinaacutemicas

de gasometriacutea arterial y hematoloacutegicas entre los dos grupos en los marcadores

plasmaacuteticos de respuesta inflamatoria y estreacutes oxidativo y en los marcadores

plasmaacuteticos de dantildeo tisular en un dispositivo de AMC Este es el primer estudio

que demuestra un efecto beneficioso del sevoflurano en comparacioacuten con el

propofol sobre el flujo sanguiacuteneo en el corazoacuten hiacutegado y cerebro en una

bomba centriacutefuga Biomeacutedicus 540 en un modelo porcino

13 Resumen13 y13 Abstract13

13 13 13

22

Introduction Ventricular assist devices (VAD) are a promising

therapeutic option for patients with advanced heart failure VAD can act as a

bridge to transplantation as a destination therapy for patients with

contraindications to transplantation or as a bridge to a future recovery In the

last few decades VADs have been increasingly used in patients with end-stage

heart failure because heart transplantation is limited by a marked lack of

donors The main purpose of a VAD is to maintain perfusion of vital organs To

improve the clinical output of the VAD it is necessary to optimize perioperative

conditions (continuous-flow VAD hemodynamic monitors and anesthetic

drugs) Although several studies show the effects of the VAD on organ blood

flow (heart brain liver and kidney) the effect of anesthetics on organ blood

flow in patients with a VAD has not been analyzed to date Several studies have

reported data on the response of organ blood flow to the administration of

various anesthetics although this effect remains unclear for VAD

Hypothesis and Objectives Given the beneficial effects of volatile

anesthetics (sevoflurane) compared with intravenous anesthesia (propofol) on

organ blood flow during cardiovascular surgery we hypothesized that

compared with propofol sevoflurane would increase organ blood flow in

patients with a VAD The main objective of this study was to assess the effect of

sevoflurane and propofol in on organ blood flow in a porcine model with a VAD

Other objectives were to study the effects of sevoflurane and propofol on

hemodynamic parameters blood gas and hematologic on plasma markers of

tissue damage and on plasma markers of inflammatory response and oxidative

13 Resumen13 y13 Abstract13

13 13 13

23

stress in a porcine model with a VAD

Matherial and Methods Ten healthy minipigs were divided into 2

groups (5 per group) according to the anesthetic received (sevoflurane or

propofol) A Biomedicus centrifugal pump was implanted Organ blood flow

(measured using colored microspheres) markers of tissue injury inflammatory

response and redox regulation gasometric hematologic and hemodynamic

parameters were assessed at baseline (before lateral clamping of the aorta)

before assistance (pump off) and after 30 minutes of partial support

Results Blood flow was significantly higher in the brain heart and liver

after 30 minutes in the sevoflurane group although no significant differences

were recorded for the lung kidneys or gut Serum levels of alanine

aminotransferase and total bilirubin were significantly higher after 30 minutes in

the propofol group although no significant differences were detected between

the groups for other parameters of liver and kidney function The hemodynamic

parameters were similar in both groups No significant differences were found in

hematologic and blood gas analysis parameters neither in inflammatory and

redox regulation parameters (Heat Shock Protein 70 C3a tumour necrosis

factor nitric oxide)

13 Resumen13 y13 Abstract13

13 13 13

24

Discussion In this study we have tried to elucidate the importance of

optimization of anesthetic drugs (propofol versus sevoflurane) in VAD and

propose the best protocol for organ flow inflammatory response and oxidative

stress We consider this study necessary since in routine clinical practice

surgeries with a VAD implant the anesthetic maintenance is performed with

these drugs (sevoflurane propofol) and afterwards sedated patients can

remain in special units for heart care or waiting for recovery of the native

ventricle

In our study we found no differences in hemodynamic variables between

the two groups (sevoflurane and propofol) in VAD however in the literature

there are studies showing a decrease in blood pressure and heart rate

associated with propofol anesthetic induction

Several studies have been made to evaluate the effects of anesthetic

drugs on metabolism and cerebral blood flow The results are however

partially contradictory In our study sevoflurane showed increased cerebral

blood flow compared to propofol after implantation of a VAD This increase of

cerebral blood flow may be due to cerebral vasodilation produced by volatile

anesthetics but not with propofol In fact propofol produces cerebral

vasocronstriction indirectly by decreasing cerebral metabolism and lowers

intracranial pressure in dogs Sevoflurane has intrinsic vasodilatory dose-

dependent effect without increasing intracranial pressure Neurological

complications in patients with VAD are associated with high morbidity and

mortality with an incidence between 2 and 48 Thromboembolism and

hemorrhagic stroke are the most common neurological complications while

13 Resumen13 y13 Abstract13

13 13 13

25

cerebral ischemia hypoperfusion and septic and air embolism are less frequent

The increased cerebral blood flow with sevoflurane we observed in our study

may suggest its indication in patients with VAD since cerebral ischemia caused

by low perfusion is a neurological complication associated with these devices

In our study sevoflurane showed higher blood flow in the heart that

propofol after implantation of VAD Sevoflurane and propofol are drugs used in

clinical practice in cardiac surgery We find papers in the literature showing the

cardioprotective effect of sevoflurane in cardiac surgery in humans Volatile

anesthetics have proven to enhance directly or indirectly ischemic

preconditioning resulting in cardioprotection against irreversible myocardial

infarction and myocardial dysfunction Propofol has also demonstrated a

cardioprotective effect in isolated rat hearts reducing ischemia-reperfusion

(cardiac function and improving coronary flow) by increasing nitric oxide

synthase and nitric oxide production In our study nitric oxide levels in plasma

were similar in both protocols anesthetics (sevoflurane and propofol)

In our study sevoflurane showed higher blood flow in the liver that

propofol after implantation of VAD These findings may be related to increased

hepatic blood flow found in the group of sevoflurane in our work We find

studies in the literature showing the liver protective effect of sevoflurane The

release of intracellular enzymes and its detection in samples of circulating blood

is an accepted method for detecting tissue damage Lactate deshydrogenase is

found in the cytoplasm of many types of cells and can be considered a non-

specific indicator of tissue damage Aspartate and alanine aminotransferases

are markers of liver damage and have been correlated with histological liver

13 Resumen13 y13 Abstract13

13 13 13

26

damage In addition the aspartate aminotransferase is an intestinal enzyme

effusion and is released during ischemia-reperfusion intestinal In our study we

found no differences between the two groups in the values of transaminases

aspartate aminotransferase and gamma-glutamyl transpeptidase alkaline

phosphatase lactate deshydrogenase creatinine and lactic acid However we

did find a decrease in the marker of liver damage (alanine aminotransferase) in

the group of sevoflurane as compared to propofol This could be related to

increased hepatic blood flow found in sevoflurane group

Hyperbilirubinemia is common in patients after implantation of VAD due

to liver sinusoidal endothelial dysfunction or heart congestion In our study total

bilirubin was higher in the anesthetized propofol group (after 30 minutes of

partial assistance) compared to sevoflurane group animals This finding could

have a relationship with reduced liver and heart blood flow in the propofol

group when compared to pigs anesthetized with sevoflurane

Limitations When analyzing our experimental study we have found a

number of limitations First the VAD is designed to be used in patients with

heart failure therefore our results may not be directly applicable to clinical

practice since we used healthy animals Secondly we studied the short-term

effects of anesthetic (propofol and sevoflurane) in animals with VAD so it would

be important to perform studies to assess whether these differences persist

over time Third both in animal models and in clinical practice the effects of

inhaled anesthetics on organ blood flow may be dependent on the administered

dose Further studies will therefore be needed to evaluate the dose-dependent

13 Resumen13 y13 Abstract13

13 13 13

27

relationship and look for a threshold of improved organ blood flow There is also

a need for randomized clinical trials to confirm the results in humans and to

show their clinical impact

Conclusions We have demonstrated that as compared to propofol

sevoflurane increases blood flow in the brain liver and heart after implantation

of a continuous-flow VAD in a porcine model However we found no differences

in blood flow in the lung kidney and gut We did not find significant differences

in hemodynamic variables blood and hematologic gases between the two

groups neither on plasma markers of inflammatory response and oxidative

stress nor on plasma markers of tissue injury in a VAD To our knowledge this

is the first study to demonstrate a beneficial effect of sevoflurane as compared

to propofol on organ blood flow in a Biomedicus 540 centrifugal pump in a

porcine model

28

1- INTRODUCCIOacuteN

13 Introduccioacuten13

13 13 13

29

11 FAacuteRMACOS ANESTEacuteSICOS PROPOFOL Y SEVOFLURANO

111 Propiedades

PROPOFOL

Historia

El propofol es el resultado de las investigaciones llevadas a cabo a

principios de los antildeos setenta en torno a los derivados alquilos del grupo fenol

que habiacutean demostrado una actividad hipnoacutetica en animales 1 Posteriormente

se descubrioacute el 26 di-isopropil-fenol La primera publicacioacuten que muestra la

utilizacioacuten del propofol como agente de induccioacuten en los humanos data de

19772 Sin embargo fueron descritas reacciones anafilactoides debidas al

disolvente (Cremophor EL) por lo que fue necesario adecuar de nuevo la

moleacutecula en una emulsioacuten lipiacutedica (1983) 1

Caracteriacutesticas farmacocineacuteticas y farmacodinamias

El propofol es el 26-di-isopropil-fenol su peso molecular es de 178 El

propofol puro se presenta bajo la forma de un liacutequido claro o discretamente

amarillo pajizo muy poco soluble en agua (coeficiente octanolagua de 15 para

un pH=74) y con un pKa en el agua de 11 Su disolvente es una emulsioacuten

lipiacutedica a base de aceite de soja de fosfaacutetidos de huevo y de glicerol (aceite de

soja al 10) El propofol es ioacutenico posee un pH neutro debe ser almacenado

13 Introduccioacuten13

13 13 13

30

entre 2 y 25ordmC y estaacute estrechamente ligado a proteiacutenas humanas (97-98) Su

metabolismo es raacutepido por glucuronoconjugacioacuten y sulfoconjugacioacuten hepaacuteticas

Los productos de degradacioacuten son solubles en agua y excretados por el rintildeoacuten

(maacutes del 88 de la dosis inyectada) siendo menos del 1 de la dosis

eliminado sin metabolizar en la orina y el 2 en las heces El volumen del

compartimento central (V1) es del orden de 15 a 20 litros y el volumen de

distribucioacuten entre 150 y 170 El aclaramiento metaboacutelico es muy elevado (25-35

mLKgmin)

La farmacocineacutetica del propofol obedece a un modelo tri-

compartimental 3 Administrado en perfusioacuten continua y con las dosis

habitualmente utilizadas es lineal la meseta de concentracioacuten media es

proporcional al flujo de la perfusioacuten La concentracioacuten media tras dos horas de

perfusioacuten continua es alrededor del 85 del valor de equilibrio Existe un

intervalo para obtener un equilibrio entre las concentraciones sanguiacuteneas y las

cerebrales denominaacutendose histeacuteresis y se resume mediante el paraacutemetro

farmacocineacutetico T12ke0 (29 min) Asiacute tras una inyeccioacuten mediante bolo

intravenoso el pico de la curva del efecto cerebral se observa entre el segundo

y el tercer minuto 1

La edad es el principal factor de variacioacuten de la farmacocineacutetica del

propofol 4 sin embargo los paraacutemetros farmacodinaacutemicos no parecen

diferentes de los del adulto joven 5

13 Introduccioacuten13

13 13 13

31

SEVOFLURANO

Anesteacutesicos inhalatorios

Inicialmente los anesteacutesicos volaacutetiles se componiacutean de gases

inflamables entre los cuales se incluiacutea el dietil-eacuteter y el ciclopropano 6 sin

embargo los avances en la quiacutemica del fluacuteor y las sustituciones posteriores de

eacuteste por otros halogenados en la moleacutecula del eacuteter redujeron su punto de

ebullicioacuten incrementaron la estabilidad redujeron la inflamabilidad y en

general disminuyeron la toxicidad 6

Los agentes halogenados son hidrocarburos cuyas moleacuteculas se han

sustituido en parte y en grados diversos por un aacutetomo haloacutegeno (bromo cloro y

fluacuteor) La naturaleza el nuacutemero y la posicioacuten de este haloacutegeno condicionan las

propiedades farmacocineacuteticas los efectos y la toxicidad de dichos agentes

(figura (fig) 1) En su globalidad los agentes halogenados y sobre todo los

maacutes recientes se caracterizan por un alto iacutendice terapeacuteutico asociado a una

toxicidad baja La inyeccioacuten directa de estos agentes en ciertos circuitos de

anestesia permite ademaacutes de medir de forma continuada sus concentraciones

alveolares realizar una anestesia por inhalacioacuten con un objetivo de

concentracioacuten medida como en el caso de los agentes intravenosos Su raacutepida

eliminacioacuten por viacutea respiratoria y la baja solubilidad de los agentes maacutes

recientes permite una adaptacioacuten raacutepida del nivel de anestesia durante el

mantenimiento anesteacutesico asiacute como una recuperacioacuten raacutepida y predecible con

independencia de la duracioacuten 7

13 Introduccioacuten13

13 13 13

32

En la praacutectica cliacutenica las propiedades fisicoquiacutemicas vienen

determinadas por el agente anesteacutesico mientras que el anestesioacutelogo controla

la concentracioacuten inspirada del gas y la ventilacioacuten alveolar 8

A Halotano

B Enflurano

C Isoflurano

D Sevoflurano

E Desflurano

Figura 1 Estructura quiacutemica de los agentes halogenados

Historia del Sevoflurano

El sevoflurano fue descrito por primera vez en 1972 9 10 pero su uso

cliacutenico en Japoacuten no fue hasta 1990 1995 en Alemania y 1996 en EEUU

Quiacutemicamente es un compuesto metil-isopropil-eacuteter polifluorado compuesto

por siete aacutetomos de fluacuteor Es estable a temperatura ambiente tiene un punto de

ebullicioacuten de 586 ordmC y su presioacuten vapor es de 157 mmHg por lo que se puede

administrar con vaporizadores convencionales 11

Caracteriacutesticas

El sevoflurano es un liacutequido volaacutetil incoloro y no inflamable con un leve

olor caracteriacutestico semejante al del eacuteter 12 A diferencia del desflurano no es

irritativo de las viacuteas aeacutereas y su induccioacuten inhalatoria se realiza de forma raacutepida

y sencilla 13

13 Introduccioacuten13

13 13 13

33

Concentracioacuten fraccional de anesteacutesico alveolar

La captacioacuten de anesteacutesico se evaluacutea mediante la relacioacuten entre la

concentracioacuten fraccional de anesteacutesico alveolar (FA) y anesteacutesico inspirado (FI)

seguida en el tiempo El factor maacutes importante en la velocidad de incremento

FAFI es FA debido a la gran captacioacuten de anesteacutesico de los alveolos hacia el

torrente circulatorio 6 Los anesteacutesicos inhalados con menores solubilidades en

sangre muestran un incremento maacutes raacutepido de FAFI y se eliminan con mayor

rapidez Cuanto mayor es la ventilacioacuten minuto maacutes raacutepido es el incremento

FAFI Al inicio de la induccioacuten el gradiente de la presioacuten parcial pulmonar

respecto a la sangre venosa es cero pero aumenta raacutepidamente y FAFI crece

con rapidez Posteriormente durante la induccioacuten y el mantenimiento la

presioacuten parcial de la sangre venosa pulmonar aumenta de forma maacutes lenta por

lo que FAFI se incrementa maacutes lentamente En casos de reduccioacuten de la

capacidad vital residual como en el caso de los pacientes obesos y de las

pacientes embarazadas estaacute asociado a una disminucioacuten en el espacio para la

distribucioacuten intrapulmonar por lo que aceleraraacute el equilibrio FAFI Por otro

lado una alteracioacuten en la ventilacioacuten-perfusioacuten como en el caso de las

atelectasias ventilacioacuten unipulmonar o patologiacuteas valvulares puede disminuir

la concentracioacuten arterial y prolongar la induccioacuten Aumentos en el gasto

cardiacuteaco aceleraraacuten la captacioacuten del gas anesteacutesico y su transporte al cerebro

mientras que la ratio FAFI disminuiraacute y el tiempo de induccioacuten aumentaraacute

Durante estados de bajo flujo sanguiacuteneo la ratio FAFI aumentaraacute maacutes

raacutepidamente pero la distribucioacuten a los tejidos se veraacute enlentecida

13 Introduccioacuten13

13 13 13

34

Un caso especial del efecto de concentracioacuten consiste en la

administracioacuten de dos gases de forma simultaacutenea (oacutexido nitroso y sevoflurano

por ej) en el cual la captacioacuten de alto volumen de oacutexido nitroso incrementa la

FA del anesteacutesico volaacutetil

Coeficientes de particioacuten sangre-gas 8

La solubilidad se define como la afinidad relativa entre dos fases al

equilibrio (por ejemplo gas sangre o tejido) en lo referente a los anesteacutesicos

inhalatorios En el equilibrio no hay transferencia entre las fases y las

presiones parciales se igualan Los coeficientes de particioacuten tejidogas variacutean

considerablemente entre los gases anesteacutesicos y son responsables del tiempo

necesario para equilibrar las concentraciones anesteacutesicas inspiratoria y

alveolar El desflurano presenta el coeficiente maacutes bajo (042) seguido del

sevoflurano (069) isoflurano (14) enflurano (19) y halotano (23) Cuanto

maacutes bajo sea el coeficiente de particioacuten maacutes corto seraacute el tiempo de equilibrio

Una alta solubilidad estaacute asociada con una alto depoacutesito del anesteacutesico en la

sangre por lo que es escasa la cantidad de gas que llega al cerebro durante la

fase de induccioacuten estando la rapidez del comienzo de la accioacuten muy reducida

Cuanto mayor sea el coeficiente de particioacuten mayor seraacute la induccioacuten y la

recuperacioacuten de la anestesia general

La distribucioacuten del gas en diferentes tejidos depende de la solubilidad del

anesteacutesico del flujo sanguiacuteneo y del gradiente entre la sangre arterial y la

concentracioacuten de tejido La solubilidad del sevoflurano no se modifica con la

13 Introduccioacuten13

13 13 13

35

edad Al igual que los demaacutes anesteacutesicos inhalatorios es muy poco soluble en

agua muy soluble en grasa y muy poco soluble en sangre 12 Debido a su

escasa solubilidad en sangre la relacioacuten de la concentracioacuten alveolar inspirada

aumenta raacutepidamente con la induccioacuten (captacioacuten) y tambieacuten disminuye

raacutepidamente al cesar la administracioacuten del agente (eliminacioacuten) Tiene un

cociente de particioacuten aceitegas de 472 12

Ciertas situaciones pueden alterar el coeficiente de particioacuten eacuteste

disminuye cuando la temperatura corporal aumenta y con la hemodilucioacuten 14 15

Estas circunstancias pueden tener su importancia durante la circulacioacuten

extracorpoacuterea

Eger y cols 16 sugirieron que la presioacuten parcial del anesteacutesico al final de

la espiracioacuten (end-tidal) refleja la presioacuten parcial arterial del anesteacutesico cuando

las diferencias entre las concentraciones inspirada y al final de la espiracioacuten

son pequentildeas

Concentracioacuten alveolar miacutenima

La concentracioacuten alveolar miacutenima (CAM) es la FA de un anesteacutesico a 1

atmoacutesfera y 37ordmC que impide el movimiento en respuesta a un estiacutemulo

quiruacutergico en el 50 de los pacientes En la praacutectica cliacutenica se acepta que una

concentracioacuten de 12 a 13 veces la CAM suele impedir que el paciente se

mueva durante la estimulacioacuten quiruacutergica 6 La CAM desciende con la edad 17

siendo la CAM del 33 en neonatos 18 2 a 25 en nintildeos entre 1 y 9 antildeos de

edad 19 20 y 26 en adultos joacutevenes entre 18 y 35 antildeos de edad 21 La CAM

13 Introduccioacuten13

13 13 13

36

variacutea en adultos sanos de mediana edad entre el 171 22 y el 204 23 Y en

mayores de 70 antildeos la CAM seriacutea de 145 24 25 Sin embargo antildeadiendo un

635 end-tidal de oacutexido nitroso la CAM disminuye del 171 al 066 22 Es

decir el oacutexido nitroso antildeadido al 65 del volumen (dosis de anesteacutesico

vaporgas medido en teacuterminos de concentracioacuten) a la mezcla del gas inspirado

la CAM del sevoflurano disminuye alrededor del 50 21

El teacutermino CAM-despierto define la CAM con la que los pacientes abren

los ojos cuando se les ordena 25 La CAM-despierto descrita en la literatura es

el 33 de la CAM ajustada a la edad 26

Metabolismo y eliminacioacuten

El sevoflurano se degrada con los absorbentes de dioacutexido de carbono

altamente alcalinos y la cal sodada dependiendo de la temperatura en cinco

productos denominados compuestos A B C D y E A temperatura normal soacutelo

se produce el compuesto A y B siendo B un compuesto de degradacioacuten del A

Aunque el compuesto A es nefrotoacutexico en experimentacioacuten animal (ratas)

ocasionando lesioacuten del tuacutebulo proximal en humanos no se han comprobado

ninguacuten tipo de lesioacuten 11 Se elimina a traveacutes del pulmoacuten y el rintildeoacuten en forma de

metabolitos en un 2-3 y se metaboliza en el hiacutegado a traveacutes del citocromo p-

4502E1 siendo los productos metaboacutelicos maacutes importantes el ion fluacuteor y el

hexafluoroisopropanolol 11

13 Introduccioacuten13

13 13 13

37

112 Faacutermacos hipnoacuteticos y cirugiacutea cardiovascular

PROPOFOL

Efectos hemodinaacutemicos

En la literatura encontramos la asociacioacuten del propofol con la hipotensioacuten

arterial 27 Eacuteste disminuye en un 20-40 la presioacuten arterial (PA) sisteacutemica 28 - 31

sobre todo por el efecto vasodilatador sisteacutemico 30 32 33 y pulmonar 34 y la

depresioacuten de la actividad del componente cardiovascular del sistema nervioso

simpaacutetico 35 36 La velocidad de inyeccioacuten del propofol tambieacuten estaacute relacionada

con el descenso de la PA 37 La caiacuteda del gasto cardiacuteaco (GC) (-15) y del

volumen de eyeccioacuten sistoacutelico (-20) es moderada observaacutendose una

disminucioacuten de las resistencias vasculares sisteacutemicas (RVS) (-15 a -25) y del

iacutendice de trabajo del ventriacuteculo izquierdo (-30) 1 Los factores de riesgo de la

hipotensioacuten arterial son la edad superior a los 65 antildeos la administracioacuten

concomitante de derivados morfiacutenicos la cirugiacutea abdominal y ortopeacutedica el

sexo femenino la toma de benzodiacepinas y de betabloqueantes y los

pacientes ASA III 38 La frecuencia cardiaca (FC) sin embargo generalmente

no se ve afectada 39

Efectos a nivel miocaacuterdico

La administracioacuten de propofol conlleva una depresioacuten miocaacuterdica 40 con

disminucioacuten de la contractilidad 41 42 43 y disminucioacuten de consumo de oxiacutegeno

miocaacuterdico 44 45

13 Introduccioacuten13

13 13 13

38

Efectos en pacientes con cardiopatiacuteas congeacutenitas

Williams y cols 46 realizaron un estudio sobre los efectos hemodinaacutemicos

del propofol en los nintildeos con cardiopatiacuteas congeacutenitas que se sometiacutean a un

cateterismo cardiacuteaco electivo Clasificaron los pacientes en tres grupos

pacientes sin shunt cardiacuteaco pacientes con shunt izquierdo-derecho

(QpQsge1) y pacientes con shunt derecho-izquierdo (QpQslt1) [Qp= flujo

sanguiacuteneo pulmonar Qs=flujo sanguiacuteneo sisteacutemico] Tras la administracioacuten de

propofol la PA sisteacutemica y la RVS descendieron de forma significativa en todos

los grupos y la Qs aumentoacute la FC la presioacuten arterial pulmonar (PAP) media la

resistencia vascular pulmonar y la Qp no se modificaron el ratio de la

resistencias pulmonar a sisteacutemica aumentoacute en los tres grupos y QpQs

disminuyoacute en los pacientes con shunt intracardiaco con consecuentes

desaturaciones en pacientes con cardiopatiacutea cianoacutetica (QpQslt1) 46

SEVOFLURANO

Efectos hemodinaacutemicos

El sevoflurano produce una reduccioacuten dosis-dependiente del GC de la

PA media y del trabajo del ventriacuteculo izquierdo sin cambios en la FC en un

modelo experimental porcino 47

13 Introduccioacuten13

13 13 13

39

Efectos a nivel miocaacuterdico

En los antildeos 80 el isoflurano era el anesteacutesico volaacutetil que habiacutea

demostrado tener las menores propiedades depresoras cardiacas 48 debido en

parte por sus propiedades vasodilatadoras 49 Sin embargo en un estudio

publicado en el antildeo 1990 50 se demuestra que el sevoflurano comparado con

el isoflurano tiene los mismos efectos sobre la funcioacuten cardiaca y el flujo

coronario en perros pero no en la FC En estudios experimentales 51 los

anesteacutesicos volaacutetiles han demostrado mejorar la recuperacioacuten post-isqueacutemica a

nivel celular en corazones aislados y en animales

El Colegio Americano de Cardiologiacutea junto con la Asociacioacuten Cardiacuteaca

Americana (ACCAHA) en sus directrices de 2007 sobre la evaluacioacuten

cardiovascular perioperatoria y el manejo para la cirugiacutea no cardiaca 52 53

recomendaba el uso de los anesteacutesicos volaacutetiles como primera opcioacuten en la

anestesia general en pacientes hemodinamicamente estables con riesgo de

isquemia miocaacuterdica (Clase IIa) con un nivel de evidencia B Esta

recomendacioacuten se basaba en los resultados obtenidos en pacientes sometidos

a un bypass coronario por lo que fue objeto de criacutetica 52 53

Landoni y cols 54 publicaron un meta-anaacutelisis en el que mostraron que el

desflurano y el sevoflurano podriacutean reducir la mortalidad postoperatoria y la

incidencia de infarto de miocardio tras cirugiacutea cardiacuteaca con disminucioacuten de los

niveles de troponina cardiacuteaca postoperatoria menor necesidad de soporte

inotroacutepico menor tiempo de ventilacioacuten mecaacutenica menor estancia en unidad de

cuidados intensivos (UCI) y hospitalaria en general 54

13 Introduccioacuten13

13 13 13

40

Dos antildeos despueacutes Landoni y cols55 realizan otro meta-anaacutelisis en busca

de las propiedades cardioprotectoras de los anesteacutesicos volaacutetiles en pacientes

de alto riesgo sometidos a cirugiacuteas no cardiacas Concluyen que las

propiedades cardioprotectoras del desflurano y sevoflurano no se han

estudiado en la cirugiacutea no cardiaca ya que ninguacuten estudio aleatorizado

comparando desflurano o sevoflurano con los anesteacutesicos intravenosos habiacutea

abordado la incidencia de complicaciones tales como el infarto de miocardio o

la mortalidad 55

En los pacientes sometidos a cirugiacutea de bypass coronario existe una

creciente evidencia en el efecto protector cardiaco de los anesteacutesicos volaacutetiles

y de los opioides 56 La ACCAHA en 2011 57 persiste en su recomendacioacuten de

la anestesia inhalatoria para estos procedimientos (clase IIa) con un nivel de

evidencia A (en 2007 era nivel de evidencia B 52 53) Es muy probable que los

anesteacutesicos volaacutetiles y los opioides tambieacuten protejan a los corazones de los

pacientes quiruacutergicos no cardiacuteacos Sin embargo la edad la diabetes y el

remodelado miocaacuterdico disminuyen los beneficios cardioprotectores de los

anesteacutesicos 56

En resumen muchos anesteacutesicos modifican las variables

hemodinaacutemicas incluyendo la funcioacuten sistoacutelica la resistencia vascular y las

condiciones de precarga Estas alteraciones pueden tener efectos nocivos en

los pacientes con insuficiencia cardiaca produciendo inestabilidad

hemodinaacutemica Por lo tanto es fundamental tener en cuenta el efecto de los

faacutermacos anesteacutesicos en el paciente que se encuentra en tratamiento por su

insuficiencia cardiaca 58

13 Introduccioacuten13

13 13 13

41

113 Efecto de los anesteacutesicos sobre el flujo de los oacuterganos

Se ha demostrado que los faacutermacos anesteacutesicos tienen efecto sobre el

flujo de los oacuterganos asiacute Holmstroumlm y cols59 demostraron un mayor efecto

vasodilatador cerebral del desflurano con respecto al sevoflurano en un modelo

porcino De Hert y cols60describen un efecto cardioprotector del sevoflurano en

el intraoperatorio de cirugiacutea cardiacuteaca pero no encuentran diferencias con

respecto al propofol durante el postoperatorio Kaisti y cols61comparan

sevoflurano y propofol ambos disminuyen el flujo cerebral regional siendo esta

disminucioacuten mayor con el propofol sin embargo Conti y cols62 muestran un

efecto beneficioso del propofol con respecto a altas dosis de sevoflurano sobre

el flujo cerebral Incluso la dosis de los anesteacutesicos influye en la perfusioacuten de

los oacuterganos asiacute Kerbaul y cols63 describen una mayor perfusioacuten miocaacuterdica

con sevoflurano 26 (1 CAM) que con 39 (15 CAM) en un modelo

porcino y Crawford y cols64 describen alteraciones en el flujo hepaacutetico

espleacutenico y cerebral dependiendo de la dosis de sevoflurano empleada (05

CAM hasta 15 CAM) en ratas

114 Efecto de los anesteacutesicos sobre los biomarcadores de respuesta

inflamatoria y oacutexido niacutetrico

Efectos del propofol

El propofol posee efecto antioxidante e inmunomodulador 65 al eliminar

radicales libres de oxiacutegeno y disminuir la peroxidacioacuten lipiacutedica principalmente

en el hiacutegado pulmoacuten corazoacuten y rintildeoacuten 66 El propofol disminuye los niveles de

13 Introduccioacuten13

13 13 13

42

citoquinas plasmaacuteticas en el tejido pulmonar sin embargo en un estudio

reciente parece que no presenta efecto sobre la interleukina (IL) IL-1β en el

pulmoacuten 67 El propofol inhibe la produccioacuten inducida de oacutexido niacutetrico 68 69

Propofol frente a Sevoflurano

El propofol con respecto al sevoflurano produce una disminucioacuten de la

infiltracioacuten de neutroacutefilos de los niveles de citoquinas proinflamatorias en

plasma de la produccioacuten de radicales libres de oxiacutegeno y de la actividad de la

oacutexido niacutetrico sintasa (iNOS) 70

En la literatura encontramos estudios comparativos de la anestesia con

propofol y sevoflurano en diferentes cirugiacuteas entre ellas la cirugiacutea vascular 71

En este trabajo 71 la respuesta inflamatoria y el estreacutes oxidativo producido por

el clampaje aoacutertico es menor en el grupo anestesiado con propofol con

respecto al grupo del sevoflurano aunque ambos faacutermacos han demostrado

cierta modulacioacuten de la isquemia-reperfusioacuten sugiriendo un efecto protector de

los oacuterganos durante el clampaje aoacutertico abdominal 72

Estudios recientes muestran un efecto neuroprotector del sevoflurano en

la isquemia cerebral mediado por un mecanismo antiinflamatorio 73 asiacute como

un efecto protector del endotelio en humanos componente vital de los

oacuterganos 74

Otros autores comparando el efecto del desflurano sevoflurano y

propofol sobre el estreacutes oxidativo comprobaron que el desflurano produciacutea

13 Introduccioacuten13

13 13 13

43

mayor aumento de malondihaldeiacutedo (MDA) y el propofol lo disminuiacutea sin

embargo el sevoflurano no modificaba los niveles de este marcador de estreacutes

oxidativo 75 76

Kotani y cols demostraron que los efectos del isoflurano en el pulmoacuten

sano eran perjudiciales 77 Tambieacuten observaron que los niveles de expresioacuten

geacutenica de una serie de factores pro-inflamatorios aumentaban de manera

significativa en pulmones sanos 2 horas despueacutes de la inhalacioacuten de 15 CAM

de sevoflurano 78

Los anesteacutesicos volaacutetiles podriacutean alterar la respuesta inflamatoria

pulmonar modulando la secrecioacuten de citoquinas pro-inflamatorias por las

ceacutelulas pulmonares 79 Otros estudios muestran que los anesteacutesicos volaacutetiles

inhiben la liberacioacuten de factor de necrosis tumoral alfa (TNF-α) reduciendo asiacute

la inflamacioacuten 80

En los pacientes sometidos a ventilacioacuten unipulmonar Jin y cols 81

afirman que el sevoflurano en comparacioacuten con el propofol aumenta la lesioacuten

de la funcioacuten pulmonar durante la fase perioperatoria mediante factores

inflamatorios (TNL-α e IL-6 e IL-10) el empeoramiento del edema pulmonar y

la inhibicioacuten de la vasoconstriccioacuten pulmonar hipoacutexica 81

13 Introduccioacuten13

13 13 13

44

12 ASISTENCIA MECAacuteNICA CIRCULATORIA

121 Concepto de asistencia mecaacutenica circulatoria (AMC)

Epidemiologiacutea de la Insuficiencia Cardiaca

La Insuficiencia Cardiacuteaca (IC) es un siacutendrome complejo con una alta

prevalencia situaacutendose en torno al 10 en mayores de 70 antildeos 82 Su

incidencia es del 1 en mayores de 65 y del 9 entre los 80 y 89 antildeos de

edad 82 Es la primera causa de hospitalizacioacuten en los paiacuteses desarrollados en

los mayores de 65 antildeos siendo el 5 del total de los ingresos 82 Su

prevalencia estaacute aumentando en los uacuteltimos antildeos ya que el manejo

cardiovascular de los pacientes estaacute mejorando y la poblacioacuten envejeciendo

Aunque la supervivencia en estos pacientes ha ido aumentando la IC

continuacutea teniendo un mal pronoacutestico con una mortalidad aproximada del 50 a

los 5 antildeos del diagnoacutestico Debido a su elevada prevalencia y a su alta tasa de

ingresos-reingresos supone un problema de salud puacuteblica por su elevada carga

asistencial En conjunto se estima que los costes directos de la IC suponen el

1-2 del presupuesto sanitario de los paiacuteses desarrollados 83

En 1993 el estudio Framingham 84 publicoacute una incidencia anual

ajustada por edad de la insuficiencia cardiaca congestiva en personas de ge45

antildeos del 72 casos1000 en los hombres y 47 casos1000 en las mujeres

mientras que la prevalencia ajustada por edad de la insuficiencia cardiacuteaca fue

de 241000 en los hombres y el 251000 en mujeres durante la deacutecada de los

13 Introduccioacuten13

13 13 13

45

80 y una tasa de supervivencia a los 5 antildeos del 25 en hombres y el 38 en

mujeres 84 Por lo tanto la insuficiencia cardiaca se presenta como un

importante y creciente problema de salud puacuteblica a veces considerado incluso

como una nueva epidemia 83 85

Shock cardiogeacutenico

El shock cardiogeacutenico es un estado de inadecuada perfusioacuten tisular

debida a una disfuncioacuten cardiaca Es una complicacioacuten del infarto agudo de

miocardio con una incidencia que variacutea del 5 al 15 y de muy alta

mortalidad 86

Por otro lado los pacientes sometidos a cirugiacutea cardiacuteaca

(revascularizaciones miocaacuterdicas y recambios valvulares) pueden desarrollar

un shock cardiogeacutenico postcardiotomiacutea situacioacuten en la que no se puede retirar

la circulacioacuten extracorpoacuterea Presenta una incidencia que variacutea entre el 02 87

1 88 llegando hasta el 6 89 seguacuten las series publicadas

Tratamientos de la insuficiencia cardiaca la asistencia mecaacutenica circulatoria

(AMC)

Durante los uacuteltimos 20 antildeos el tratamiento de la IC ha mejorado de

manera significativa gracias no soacutelo a las nuevas terapias farmacoloacutegicas

(inhibidores de la enzima convertidora de la angiotensina beta-bloqueantes)

sino tambieacuten a los tratamientos invasivos y dispositivos de asistencia De

13 Introduccioacuten13

13 13 13

46

hecho los avances en el soporte mecaacutenico es decir el desarrollo de

dispositivos de AMC maacutes eficientes han permitido reducir la morbimortalidad

en pacientes con insuficiencia cardiacuteaca terminal en lista de espera para un

trasplante Sin embargo el trasplante no puede ser la uacutenica solucioacuten debido no

soacutelo a un nuacutemero insuficiente de donantes disponibles sino tambieacuten al elevado

nuacutemero de pacientes no candidatos por presentar comorbilidades graves yo

edad avanzada La AMC ya no se concibe soacutelo como un puente al trasplante

sino como un tratamiento en siacute 90 ya que han demostrado ser dispositivos

eficaces capaces de reemplazar la funcioacuten cardiaca y de mantener la

estabilidad hemodinaacutemica del paciente hasta la llegada de un trasplante 91-93

Trasplante cardiaco

El trasplante cardiaco puede ser la uacutenica alternativa cuando todas las

opciones terapeacuteuticas han fracasado 94 Maacutes de la mitad de los pacientes

trasplantados urgentes en los uacuteltimos 5 antildeos llevaban implantado alguacuten tipo de

AMC 95 Estos dispositivos son cruciales para el mantenimiento y la

estabilizacioacuten previa al trasplante de los pacientes con IC aguda Permiten

mantener a los receptores en unas condiciones adecuadas hasta la aparicioacuten

de un oacutergano compatible No obstante debido a que en ocasiones el tiempo de

espera del oacutergano puede ser de semanas se hace necesario disponer de

dispositivos de asistencia ventricular de media y larga duracioacuten para evitar el

deterioro del paciente y que eacuteste se mantenga en buenas condiciones hasta el

trasplante cardiaco 95

13 Introduccioacuten13

13 13 13

47

La supervivencia obtenida con el trasplante cardiaco en Espantildea sobre

todo en los uacuteltimos antildeos lo situacutea como el tratamiento de eleccioacuten en las

cardiopatiacuteas irreversibles en situacioacuten funcional avanzada y sin otras opciones

meacutedicas o quiruacutergicas establecidas 95 Seguacuten los datos publicados en 2012 por

la Sociedad Espantildeola de Cardiologiacutea 95 el perfil cliacutenico medio del paciente que

se trasplantoacute en Espantildea en 2011 fue el de un varoacuten de 53 antildeos diagnosticado

de cardiopatiacutea isqueacutemica no revascularizable con disfuncioacuten ventricular grave y

clase funcional avanzada al que se implantoacute un corazoacuten de 38 antildeos

procedente de un donante fallecido por hemorragia cerebral y con un tiempo en

lista de espera de 122 diacuteas En los uacuteltimos antildeos se ha incrementado el nuacutemero

de trasplantes urgentes (el 38 en 2011 frente al 34 en 2010) El tiempo

medio de supervivencia se ha incrementado con los antildeos Asiacute mientras en la

serie total la probabilidad de supervivencia tras 1 5 10 y 15 antildeos es del 77 el

66 el 53 y el 39 respectivamente en los uacuteltimos 5 antildeos la probabilidad de

supervivencia tras 1 y 5 antildeos es del 80 y el 73 respectivamente La causa

maacutes frecuente de fallecimiento es el fallo agudo del injerto (16) seguido de

infeccioacuten (156) combinado de enfermedad vascular del injerto y muerte

suacutebita (14) tumores (123) y rechazo agudo (77) 95

Trasplante y Dispositivos de Asistencia Mecaacutenica

La proporcioacuten de pacientes trasplantados con asistencia se ha ido

incrementando con el tiempo En los uacuteltimos 7 antildeos ha alcanzado el 24 95 El

baloacuten de contrapulsacioacuten intraaoacutertico sigue siendo el maacutes utilizado aunque no

se ha incrementado su uso en los uacuteltimos 5 antildeos en cambio el oxigenador de

13 Introduccioacuten13

13 13 13

48

membrana extracorpoacutereo (ECMO) y los dispositivos pulsaacutetiles siacute han visto

significativamente incrementada su utilizacioacuten (fig 2)

Figura 2 Distribucioacuten del tipo de asistencia ventricular previa al trasplante por

periodos 95 (DAV dispositivo de asistencia ventricular ECMO oxigenador de

membrana extracorpoacutereo)

Historia de la AMC

El primer implante de AMC exitoso 96 fue realizado por los Dr Michael

DeBakey y Dr Domingo Liotta en 1966 en un paciente con shock

postcardiotomiacutea como puente al trasplante Hubo que esperar 20 antildeos despueacutes

para que las sistemas implantables y portaacutetiles de AMC se usaran de forma

terapeacuteutica como puente al trasplante 96 De hecho en la actualidad el uso de

asistencias ventriculares como puente al trasplante se considera una buena

opcioacuten para pacientes en shock cardiogeacutenico refractario 97 98

13 Introduccioacuten13

13 13 13

49

Epidemiologiacutea de la AMC

Reyes y cols 99 presentaron en 2006 un estudio observacional

descriptivo sobre la experiencia en el uso de AMC como puente al trasplante

cardiaco en el Hospital General Universitario Gregorio Marantildeoacuten y analizaron la

supervivencia y el pronoacutestico de dichos pacientes tras el trasplante Estudiaron

los pacientes portadores de AMC que fueron trasplantados entre los antildeos 1988

y 2005 (n=23) La edad media fue de 525plusmn84 antildeos Los motivos de inclusioacuten

en la lista de trasplante fueron postcardiotomiacutea (n=10) infarto de miocardio

(n=5) disfuncioacuten primaria del injerto (n=7) y miocardiopatiacutea dilatada (n=1) Los

modelos de AMC empleados fueron BioMed Comunidad de Madrid (n=9)

Abiomed BVS 5000 (n=13) y Biomeacutedicus (n=1) El tiempo en alerta cero del

paciente fue de 3 plusmn 24 diacuteas Las complicaciones intrahospitalarias fueron

neuroloacutegicas (n=7) infecciosas (n=12) renales (n=3) hemorraacutegicas (n=3) y

respiratorias (n=2) La mortalidad intrahospitalaria fue del 391 (n=9) la

supervivencia al antildeo del 552 y a los 5 antildeos del 322 La supervivencia al

antildeo fue del 923 en los pacientes que recibieron el alta domiciliaria Una

adecuada seleccioacuten de los pacientes y del tipo de asistencia son esenciales

para la obtencioacuten de buenos resultados 99

Ademaacutes de conocer las caracteriacutesticas de los sistemas de AMC es

importante conocer la situacioacuten que cada paiacutes presenta en cuanto a la

incidencia de trasplantes cardiacos Espantildea es uno de los paiacuteses con un mayor

nuacutemero de donantes 96 100 lo que permite que el nuacutemero de diacuteas que deben

esperar los pacientes hasta la llegada de un corazoacuten donante sea menor que el

13 Introduccioacuten13

13 13 13

50

de otros paiacuteses especialmente en los pacientes que se situacutean dentro de la

categoriacutea de alerta cero situacioacuten que les otorga prioridad nacional ante un

posible donante Si el tiempo de espera aumenta como en otros paiacuteses seriacutea

preciso replantearse el uso de dispositivos de AMC de mayor duracioacuten

Es preciso una experiencia continuada por parte del personal sanitario

asiacute como una adecuada seleccioacuten de los pacientes 101 102 para obtener

resultados satisfactorios 103 ademaacutes de las mejoras tecnoloacutegicas

Navia y cols 91 presentaron una supervivencia global en el paciente con

trasplante cardiaco (desde la implantacioacuten de la AMC como puente al

trasplante) del 69 El grupo alemaacuten de El-Banayosy y cols 104 utiliza el

sistema Abiomed soacutelo cuando se preveacute una asistencia durante un corto periacuteodo

de tiempo Samuels y cols 105 describen la experiencia de 45 pacientes

asistidos con el sistema Abiomed BVS 5000 con un porcentaje de pacientes

dados de alta del 31El sistema Abiomed BVS 5000 es un sistema disentildeado

para asistir al corazoacuten en espera de una recuperacioacuten del miocardio o como

puente al trasplante durante un corto periacuteodo de tiempo y cuyas principales

ventajas son su sencilla utilizacioacuten y su bajo coste 105 - 108

13 Introduccioacuten13

13 13 13

51

122 Clasificacioacuten y principales dispositivos

Asistencia mecaacutenicas circulatorias de FLUJO PULSAacuteTIL O CONTINUO

Existen tres generaciones de AMC 109 110

La primera generacioacuten de las AMC la constituye una bomba pulsaacutetil

imitando la accioacuten fisioloacutegica del corazoacuten proporcionando un excelente soporte

circulatorio y dando como resultado una larga supervivencia y mejor calidad de

vida 111-113 Entre estos dispositivos se encuentran el HeartMate I (XVE)

(Thoratec Inc Pleasanton California USA) Thoratec PVAD y Novacor N100

(WorldHeart Inc Salt Lake City Utah USA) y Abiomed BVS5000 y AB5000

En el antildeo 2009 el doctor Del Cantildeizo y cols 114 publicaron la descripcioacuten

de un nuevo dispositivo pulsaacutetil de bajo coste para soporte circulatorio a corto

plazo que incorpora una caacutemara de complianza Esta caacutemara funciona como

una auriacutecula y demostroacute en estudios experimentales in vivo mejorar la descarga

ventricular al llenarse principalmente durante la siacutestole mientras que en otros

dispositivos el llenado del dispositivo ocurre uacutenicamente durante la diaacutestole 114

Seguacuten la sangre avanza por el sistema circulatorio el flujo pulsaacutetil inicial

en la aorta es progresivamente amortiguado transformaacutendose en flujo continuo

a nivel de los capilares 115 (fig 3)

13 Introduccioacuten13

13 13 13

52

Figura 3 Presiones en el sistema circulatorio [Smith JJ Kampine JP

Circulatory physiology The essentials 3rd Edition Baltimore MD Williams amp

Wilkins 1990]

La segunda generacioacuten de AMC son bombas rotatorias (centriacutefugas o

axiales) que producen un flujo continuo (fig 4) y presentan un funcionamiento

sencillo Son silenciosas y mucho maacutes compactas que las de flujo pulsaacutetil

Tienen una superficie de contacto de la bomba con la sangre maacutes pequentildea y

menos trombogeacutenica sin zonas de estancamiento y sin vaacutelvulas artificiales Se

incluyen dispositivos como las bombas de flujo axial HeartMate II (Thoratec

Inc Pleasanton California USA) Jarvik 2000 el MicroMed DeBakey

(MicroMed Technology Inc Houston Texas USA) la Impella Recover y de

flujo centriacutefugo la TandemHeart La bomba centriacutefuga Biomeacutedicus es un

dispositivo de segunda generacioacuten relativamente barato en comparacioacuten con

otros dispositivos maacutes sofisticados Estos dispositivos se presentaron como

una solucioacuten para los pacientes con shock cardiogeacutenico post-infarto agudo de

miocardio y postcardiotomiacutea ya que presentaban una funcioacuten ventricular

izquierda (fraccioacuten de eyeccioacuten del ventriacuteculo izquierdo o FEVI) comprometida

13 Introduccioacuten13

13 13 13

53

que necesitaba un apoyo mecaacutenico a corto plazo como puente a la

recuperacioacuten

En la uacuteltima deacutecada el objetivo de los disentildeos de las AMC ha sido el

aumentar su tiempo de uso evolucionando desde la primera generacioacuten de

las bombas pulsaacutetiles a las bombas de ahora maacutes pequentildeas ligeras y de flujo

continuo Seguacuten la configuracioacuten del propulsor o rotor de la bomba (ldquospinning

impellerrdquo) los dispositivos de AMC de flujo continuo pueden ser de flujo radial

o axial116

Figura 4 Tipos de bombas seguacuten el flujo que producen Las flechas indican la

direccioacuten del flujo sanguiacuteneo que accede a la bomba de entrada (CE) y sale por

la caacutenula de salida (CS) [Garciacutea-Cosiacuteo Carmena MD Indicaciones de

asistencias ventriculares iquestalternativa o puente a trasplante Tipos de

asistencias ventriculares En Cardio Agudos Ed Grupo CTO 2015]

Los dispositivos de tercera generacioacuten son bombas centriacutefugas de flujo

continuo sin rodamientos Minimizan el contacto entre la bomba y el rotor axial

o centriacutefugo mediante el uso de la tecnologiacutea de levitacioacuten magneacutetica

reduciendo asiacute la friccioacuten y el desgaste del dispositivo 117 DuraHeart (Terumo

13 Introduccioacuten13

13 13 13

54

Heart Inc Ann Arbor Michigan EEUU) HeartWare HVAD (HeartWare

International Inc Framingham Massachussets EEUU) el Levacor

recientemente suspendido (WorldHeart Inc Salt Lake City Utah EEUU) 117

la bomba maglev Levitronix CentriMag Incor de flujo axial suspendido

magneacuteticamente (Berlin Heart AG Berliacuten Alemania) HeartWare HeartMate III

DuraHeart (Terumo Somerset EEUU) y Novacor II son los dispositivos

disponibles de tercera generacioacuten 118

Registro Interinstitucional INTERMACS para la AMC

El Registro Interinstitucional para la Asistencia Mecaacutenica Circulatoria

(INTERMACS) 119 es el mayor registro de la utilizacioacuten de dispositivos de AMC

con 145 hospitales participantes El Vordm informe anual INTERMACS publicado

en 2013 (el uacuteltimo presentado) incluye los datos de AMC de 23 de junio de

2006 a 30 de junio de 2012 utilizados en 6885 pacientes de los cuales 243

teniacutean previamente un dispositivo AMC siendo 72 pacientes pediaacutetricos y 9

con AMC de ventriacuteculo derecho De los 6561 pacientes con implante primario

de AMC de ventriacuteculo izquierdo (LVAD) 136 recibieron un trasplante 910

recibieron una asistencia ventricular izquierda de flujo pulsaacutetil (681 soacutelo

LVAD) y los restantes 5515 recibieron una asistencia ventricular izquierda de

flujo continuo (973 soacutelo LVAD) como puente al trasplante o como terapia de

destino La supervivencia para los LVAD de flujo continuo fue de 80 a 1 antildeo y

de 70 a los 2 antildeos 119

13 Introduccioacuten13

13 13 13

55

Dispositivo de AMC de eleccioacuten

Sigue existiendo controversia sobre queacute dispositivo de AMC tiene

mejores resultados Algunos estudios demuestran mejor flujo sanguiacuteneo con

las bombas pulsaacutetiles 120 121 otros describen menor tasa de infeccioacuten y de

fallos mecaacutenicos con las no-pulsaacutetiles 113 y otros estudios no encuentran

diferencias significativas entre ambos dispositivos 122 123 Otros estudios han

centrado sus objetivos en las diferencias existentes entre los dispositivos de

AMC (bombas de flujo pulsaacutetil versus bombas de flujo continuo) en lo que se

refiere a las alteraciones hemodinaacutemicas 123 124 perfusioacuten de los oacuterganos 122

125 asiacute como a la respuesta inflamatoria sisteacutemica 126

En un estudio previo al Vordm informe anual INTERMACS de 2013 119 (de un

antildeo menos de duracioacuten) con datos recogidos de 23 de junio de 2006 hasta el

31 de marzo de 2011 Holman y cols 127 hallaron una mayor durabilidad de las

bombas de AMC de flujo continuo frente a las de flujo pulsaacutetil Entendiendo por

problemas de durabilidad los episodios de reemplazo de la bomba en casos de

infeccioacuten trombosis-hemoacutelisis fallo de las caacutenulas fallo de la unidad central y

muerte debida a fallo de la bombacaacutenulas Un total de 3302 AMC fueron

implantadas (484 pulsaacutetiles y 2816 continuas) y 98 fueron intercambiadas o

causaron la muerte por problemas de durabilidad (46 pulsaacutetiles 52 continuas

el 3 de las implantadas) El intervalo para la aparicioacuten de un problema del

dispositivo fue mayor en el caso de las bombas de flujo continuo que en el de

las de flujo pulsaacutetil El estudio de las causas del intercambio de bomba o de

muerte relacionada con la bomba mostroacute (1) menor posibilidad de fallo de la

bomba de flujo continuo (2) similar intercambio y muerte relacionada con fallo

13 Introduccioacuten13

13 13 13

56

de las caacutenulas (3) similar intercambio y muerte relacionada con trombosis-

hemoacutelisis y (4) escasos intercambios o muertes relacionadas con infecciones

en las AVM de flujo continuo Los resultados en cuanto a la supervivencia

corroboran estos hallazgos pues el 54 de los pacientes con AVM de flujo

continuo frente al 23 de los pacientes con AVM de flujo pulsaacutetil seguiacutean vivos

y continuando con el soporte de la AVM tras 12 meses de implantacioacuten 127

En otro estudio recientemente publicado (2014) Sabashnikov y cols 128

analizan los resultados a corto plazo y predictores de mortalidad a los 90 diacuteas

de la implantacioacuten de una AMC de flujo continuo Entre Julio 2006 y Mayo 2012

se implantaron 117 AMC de flujo continuo como puente al trasplante La tasa

de mortalidad a los 90 diacuteas fue de 171 La optimizacioacuten de la situacioacuten pre-

operatoria del estado de la volemia de la precarga y de la funcioacuten del corazoacuten

derecho asiacute como la seleccioacuten basada en la edad de los pacientes candidatos

a un dispositivo de AMC izquierda son los factores criacuteticos que influyen en la

supervivencia tras la implantacioacuten de una AMC de flujo continuo 128

BIOMEacuteDICUS Bomba centriacutefuga de flujo continuo

Las bombas centriacutefugas pueden ser implantadas de forma raacutepida y

sencilla son faacuteciles de usar y son relativamente baratas 129 Su principal

caracteriacutestica es ser menos destructivas para las ceacutelulas sanguiacuteneas en

comparacioacuten con las bombas de rodillos 130

La bomba Biomeacutedicus BioPump modelo BPX-80 (Medtronic Inc

Minneapolis MN) es una bomba centriacutefuga magneacutetica Se encuentra disponible

13 Introduccioacuten13

13 13 13

57

en la mayoriacutea de centros de cirugiacutea cardiovascular y puede ser usada como

bypass feacutemoro-femoral bypass cardiopulmonar AMC y oxigenacioacuten de

membrana extracorpoacuterea (ECMO) 131 El modelo original fue el Modelo 600

producto de una investigacioacuten en el Instituto Nacional de Salud formando parte

de un programa de corazoacuten artificial desarrollado en 1970 Las caracteriacutesticas

en el tamantildeo y la forma del disentildeo se traducen en un flujo de sangre suave y

atraumaacutetico que disminuye los niveles de hemoacutelisis y la formacioacuten de trombos

En 1985 con la experiencia adquirida con el uso de el Modelo 600 salen al

mercado los modelos BP-80 y BP-50 La BioPump es una bomba centriacutefuga

basada en el principio del voacutertice

Componentes de la bomba Biomeacutedicus

Un voacutertice es un flujo turbulento en rotacioacuten espiral con trayectorias de

corriente cerradas Como voacutertice puede considerarse cualquier tipo de flujo

circular o rotatorio que posee vorticidad La vorticidad es un concepto

matemaacutetico usado en dinaacutemica de fluidos que se puede relacionar con la

cantidad de circulacioacuten o rotacioacuten de un fluido se define como la circulacioacuten por

unidad de aacuterea en un punto del flujo Si nosotros hacemos girar un fluido dentro

de un vaso de precipitado lleno estamos impartiendo energiacutea rotacional al

fluido y estamos creando otra forma de energiacutea movimiento Esta energiacutea hace

que el fluido sea impulsado hacia arriba al lado de las paredes del vaso de

precipitado Las caracteriacutesticas de todos los voacutertices son baja presioacuten en centro

del voacutertice y alta presioacuten hacia fuera del voacutertice

13 Introduccioacuten13

13 13 13

58

Las bombas centriacutefugas magneacuteticas estaacuten constituidas por una carcasa

riacutegida externa en forma de cono por cuyo veacutertice se efectuacutea la entrada de

fluido Dentro de este cono se disponen otros conos apilados (3 en el caso de

la BioPump) que al girar sobre su propio eje producen una presioacuten negativa

sobre el punto de entrada y empujan el fluido del circuito dentro de la bomba

(fig 5) Una vez que la sangre entra en la cabeza arterial la energiacutea cineacutetica es

transmitida a la sangre por los conos rotatorios generando presioacuten en la bomba

y permitiendo que la sangre se dirija hacia el punto de salida En la entrada y

salida del cabezal de la bomba no existen dispositivos oclusivos Si los conos

estaacuten parados y no rotan la sangre puede pasar Se utilizan caacutenulas de

derivacioacuten para conectar el ventriacuteculo a la bomba

El flujo que proporcionan las bombas centriacutefugas es de tipo continuo no

pulsaacutetil La cabeza de la bomba se instala en una consola portaacutetil que dispone

de un imaacuten rotatorio y transmite el movimiento a los conos internos El sistema

electroacutenico de la consola nos permite conocer la velocidad de los conos

(revoluciones por minuto) El gasto se calcula a traveacutes de un medidor de flujo

situado en la salida del cabezal

13 Introduccioacuten13

13 13 13

59

Figura 5 Fotografiacutea de la bomba Biomeacutedicus Recipiente de policarbonato con

tres conos en su interior encajados uno sobre otro con los dos conectores de

entrada y salida

La marca comercial de la consola es 550 Bio-Consola Medtronic

Biomeacutedicus Esta consola genera una fuera electromotriz transmitida a traveacutes

de un imaacuten a otro imaacuten en la bomba centriacutefuga (Bio-Pump BP-80 Meacutedicus

Biomeacutedicus) En su cara posterior presenta dos conexiones una para el flujo

de la bomba (Tx 50 Bio-Probe flow Transducer (transductor del flujo de la

sonda Medtronic Biomeacutedicus) y otra para la unidad motora externa (540 T

External drive Mototr Medtronic Biomeacutedicus) La bomba centriacutefuga puede

acoplarse directamente en la parte posterior de la consola o bien en la unidad

motora externa

Las bombas Biomeacutedicus tienen escasas complicaciones debidas a su

uso y el coste es relativamente bajo si lo comparamos con otros sistemas de

asistencia

13 Introduccioacuten13

13 13 13

60

En una revisioacuten de 129 casos Noon y cols 132 muestran que un nuacutemero

importante de pacientes con dantildeo reversible miocaacuterdico postcardiotomiacutea se

beneficiaron de un soporte temporal mediante una bomba centriacutefuga En esta

serie los pacientes presentaron varias complicaciones que incluyen

coagulopatiacutea insuficiencia o incluso fallo renal sepsis deacuteficits neuroloacutegicos

fallo ventricular arritmias y muerte el 563 de los pacientes fueron

destetados del soporte mecaacutenico y el 21 fue dado de alta vivo Las causas de

la muerte incluyeron fallo ventricular (624) arritmias (129) triage (cese de

medidas de soporte vital) (69) infarto de miocardio perioperatorio o paro

cardiacuteaco (05) coagulopatiacutea (40) sepsis (40) fallo del injerto (30) y

las relacionadas con el dispositivo (10) La uacutenica muerte relacionada con el

dispositivo se debioacute a un desplazamiento de la caacutenula venosa en la unidad de

cuidados intensivos que ocasionoacute una exanguinacioacuten Complicaciones

relacionadas con el dispositivo fueron vistas en el 16 de los pacientes 132

123 Asistencia mecaacutenica circulatoria parcial y total

Durante la siacutestole de la AMC la vaacutelvula de la caacutenula de entrada se

encuentra cerrada y la vaacutelvula de la caacutenula de salida abierta de modo que la

sangre mantiene un flujo direccionado hacia la aorta y no regresa al ventriacuteculo

izquierdo Durante la diaacutestole de la AMC se abre la caacutenula de entrada

(permitiendo la entrada de sangre a la maacutequina desde el ventriacuteculo izquierdo) y

se cierra la vaacutelvula de salida

13 Introduccioacuten13

13 13 13

61

La AMC puede producir una descarga total del ventriacuteculo (AMC total)

tratando de dar el mayor gasto cardiaco descargando de forma completa el

ventriacuteculo nativo o bien pueden realizar una descarga parcial (AMC parcial)

dando suficiente asistencia al ventriacuteculo nativo para mantener un correcto flujo

circulatorio y asiacute el ventriacuteculo nativo puede ayudar con su propio gasto Esto

uacuteltimo es importante cuando usamos una AMC como puente a la recuperacioacuten

del ventriacuteculo nativo

En la literatura se discute acerca de queacute tipo de asistencia es la mejor

Algunos autores 133 134 defienden el soporte total otros 135 136 opinan que el

soporte parcial puede presentar maacutes beneficios porque la asistencia total

puede producir atrofia de los miocitos

124 Asistencia mecaacutenica circulatoria y flujo de oacuterganos

En la actualidad la evidencia cliacutenica indica que la perfusioacuten y la funcioacuten

de los oacuterganos diana estaacuten bien mantenidos durante periacuteodos prolongados de

apoyo con un dispositivo de AMC 122 137 La perfusioacuten de los oacuterganos no parece

verse afectada por los tipos de flujo (pulsaacutetil frente no-pulsaacutetil) de AMC en un

modelo de fracaso cardiacuteaco croacutenico 138

Bajo circunstancias de circulacioacuten croacutenica sin pulso Saiacuteto y cols 139 no

encontraron diferencias en la histologiacutea de los oacuterganos diana (cerebro rintildeones

hiacutegado y corazoacuten) en asistencia pulsaacutetil y continua en un modelo experimental

en ovejas Tampoco encontraron diferencias en la presioacuten arterial media

aunque siacute en los niveles de renina en plasma (siendo maacutes elevados en los

13 Introduccioacuten13

13 13 13

62

animales con dispositivo de flujo continuo) esto podriacutea ser debido a una

respuesta de adaptacioacuten a la falta de presioacuten sanguiacutenea Tambieacuten hallaron un

adelgazamiento de la capa media de la aorta ascendente en ovejas con AMC

no-pulsaacutetil frente a las ovejas control 139 De hecho las resistencias vasculares

sisteacutemicas se elevan durante el uso de AVM de flujo continuo frente a las de

flujo pulsaacutetil 140

125 Asistencia mecaacutenica circulatoria y respuesta inflamatoria

Interleukinas y Factor de necrosis tumoral

La inflamacioacuten juega un papel importante en la patogeacutenesis del fracaso

cardiacuteaco 141 142 El TNF-α y las interleukinas IL-1β IL-1α e IL-6 son

clasificadas como citoquinas proinflamatorias en las respuestas primarias del

hueacutesped y la reparacioacuten de los tejidos 143 Las fuentes productoras de

citoquinas en el fracaso cardiacuteaco son muacuteltiples e incluyen el sistema inmune

los tejidos perifeacutericos y el fallo cardiacuteaco por si mismo 144 La hipoacutetesis de la

produccioacuten extramiocaacuterdica de citoquinas por endotoxinas bacterianas

causantes de dantildeo en la perfusioacuten tisular y de una hipoxia tisular 145 parece

maacutes probable Anker y cols 146 desarrollaron esta hipoacutetesis de la activacioacuten

inmunoloacutegica secundaria a una exposicioacuten de endotoxinas bacterianas debido

a episodios repetidos de edema intestinal hipoperfusioacuten intestinal y la

consecuente translocacioacuten bacteriana 146 De hecho son maacutes altos los niveles

13 Introduccioacuten13

13 13 13

63

seacutericos de endotoxinas en los pacientes con fracaso cardiacuteaco y edema y

disminuyen con tratamiento diureacutetico 147

Estudios cliacutenicos demuestran que los pacientes con fracaso cardiacuteaco

presentan un aumento del TNF-α y de las IL-6 IL-1β e IL-2 142 148 149 En

descompensaciones agudas de pacientes con disfuncioacuten sistoacutelica del ventriacuteculo

izquierdo se han encontrado aumentos de la IL-6 y de la proteiacutena C reactiva

(PCR) comparados con pacientes con FEVI conservada 150

La manera en que las citoquinas proinflamatorias afectan a la funcioacuten

mecaacutenica cardiacuteaca se diferencia en dos fases La fase temprana se caracteriza

por una raacutepida activacioacuten de los mecanismos de sentildealizacioacuten celular

interrelacionados entre siacute incluyendo respuestas celulares mediadas por

esfingoliacutepidos fosfoliacutepidos oacutexido-niacutetrico sintetasa (NOS) y oacutexido-niacutetrico (NO)

La respuesta puede ser estimuladora o depresora cardiaca dependiendo del

estado redox y metaboacutelico de la magnitud de la adaptacioacuten cardiaca y

respuestas reflejas y del efecto sineacutergico o antagoacutenico de las citoquinas

mediadoras Esta primera fase temprana va seguida de una fase tardiacutea maacutes

prolongada de depresioacuten uniforme de la contractilidad basal y estimulada151

En estudios experimentales las citoquinas estimulan el remodelado del

ventriacuteculo izquierdo 152 y la reversioacuten aguda de la disfuncioacuten contraacutectil 153 154 El

fracaso multiorgaacutenico tras cirugiacuteas mayores incluida la cirugiacutea cardiacuteaca se

atribuye a las citoquinas proinflamatorias TNF-α IL-1 IL-6 e IL-8 155 156

13 Introduccioacuten13

13 13 13

64

Pacientes portadores de AMC

El contacto de la sangre con las superficies artificiales de las AMC estaacute

asociado a alteraciones del sistema inmunoloacutegico y de la coagulacioacuten 157 158

Los pacientes portadores de estos dispositivos presentan alteraciones de

mediadores de respuesta inflamatoria y de estreacutes oxidativo 126 155 159 160 TNF

C3a C5a IL-6 IL-10 PCR y por ello riesgo de dantildeo orgaacutenico (dantildeo

neuroloacutegico pulmonar renal hepaacutetico etc) Sin embargo los niveles seacutericos

de estas citoquinas pro-inflamatorias no tienen un papel bien definido Lo que siacute

estaacute establecido es que la optimizacioacuten perioperatoria de los pacientes a los

que se les va a implantar estos dispositivos es fundamental para disminuir la

morbi-mortalidad Un aumento en las citoquinas seacutericas induce interacciones

entre los neutroacutefilos y el endotelio hipercoagulopatiacutea intravascular y conlleva

un fracaso microcirculatorio 161 Para una exitosa implantacioacuten de una AMC

eacutesta debe hacerse antes de que se produzca una hiper-citoquinemia en el

paciente con fracaso cardiacuteaco es decir es fundamental realizar una seleccioacuten

adecuada de los pacientes y definir el momento adecuado de la implantacioacuten

160 162

El uso de la AMC estaacute asociado a un mejor pronoacutestico cuando se

producen cambios favorables en los niveles seacutericos de estos mediadores 156

163 siendo los niveles seacutericos de IL-6 e IL-8 predictores de pronoacutestico en los

pacientes con AMC que se encuentran en espera de trasplante cardiaco 164 La

implantacioacuten de la AMC da como resultado a corto plazo un descenso en los

niveles del TNF-α y de la IL-6 sin embargo no se producen cambios en el

CD14 ni en el receptor de TNF sugiriendo que el proceso fisiopatoloacutegico

13 Introduccioacuten13

13 13 13

65

resultante en la respuesta inflamatoria no es alterado por la implantacioacuten de

una AMC 165

El TNF-α juega un papel importante en la inflamacioacuten celular pulmonar

mediada por los macroacutefagos Su produccioacuten inicia una cascada de respuestas

involucrando la expresioacuten de moleacuteculas de adhesioacuten y citoquinas expresadas

tanto en ceacutelulas inmunoloacutegicas como no-inmunoloacutegicas (ej ceacutelulas epiteliales

fibroblastos) dando como resultado la infiltracioacuten del tejido pulmonar dantildeado o

infectado por ceacutelulas inflamatorias 166 El TNF-α es un potente inotroacutepico

negativo El miocardio normal no expresa el TNF-α pero siacute expresa los dos

receptores de eacuteste Sin embargo en el corazoacuten disfuncionante hay un

aumento en la expresioacuten de TNF-α 167 Tambieacuten parece estimular junto con la

IL-1β la produccioacuten de oacutexido niacutetrico (NO) a traveacutes del estiacutemulo de la oacutexido-

niacutetrico sintetasa (iNOS) independiente del calcio 168 169 Concentraciones

ldquofisioloacutegicasrdquo bajas de NO pueden proteger a los miocitos frente al estreacutes

mecaacutenico y a la noradrenalina mientras que concentraciones ldquofisioloacutegicasrdquo maacutes

altas parecen causar un descenso en el nuacutemero de miocitos y deprimen asiacute la

contractilidad miocaacuterdica 169 La NO de origen cardiacuteaco inhibe la respuesta

inotroacutepico positiva a la estimulacioacuten beta-adreneacutergica en humanos con

disfuncioacuten del ventriacuteculo izquierdo El TNF-α induce apoptosis en los miocitos y

ceacutelulas endoteliales contribuyendo al fracaso cardiacuteaco 154

La IL-6 es una citoquina con un amplio espectro de efecto inmunoloacutegico

tanto humoral como celular 142 Se produce en respuesta a una infeccioacuten a la

IL-1 al interferoacuten gamma y al TNF-α y tiene una vida media plasmaacutetica menor

de 6 horas 170 La IL-1 es un mediador involucrado en la reaccioacuten inflamatoria

13 Introduccioacuten13

13 13 13

66

post-infarto que media en el remodelado del corazoacuten dilatado a traveacutes de la

activacioacuten de acciones especiacuteficas de leucocitos y fibroblastos 171

Peacuteptido natriureacutetico cerebral

Los peacuteptidos natriureacuteticos comprenden una familia de hormonas

vasoactivas que juegan un papel importante en la regulacioacuten de la homeostasis

cardiovascular y renal 172 Una forma de evaluar la respuesta neurohumoral se

basa en la determinacioacuten de los niveles de peacuteptido natriureacutetico cerebral

(PNC oacute BNP= brain natriuretic peptide) Aunque la determinacioacuten del peacuteptido

natriureacutetico auricular parece un mejor predictor de la disfuncioacuten del ventriacuteculo

izquierdo el PNC plasmaacutetico parece que complementa a los factores

pronoacutesticos tras un infarto agudo de miocardio al ser independiente de la

supervivencia a largo plazo 173 Los niveles de PNC reflejan una

descompensacioacuten en el estado hemodinaacutemico ya que su liberacioacuten al torrente

sanguiacuteneo es proporcional a la distensioacuten ventricular causada por una

sobrecarga volumeacutetrica 159 174 La implantacioacuten de una asistencia ventricular

conlleva la descarga de los ventriacuteculos nativos revirtiendo la situacioacuten de

desequilibrio de la volemia entre los ventriacuteculos lo que podriacutea normalizar el

estado neurohumoral La determinacioacuten de los niveles seacutericos de PNC podriacutea

ser un marcador para decidir el momento ideal de la implantacioacuten de la AMC

pero tambieacuten para hacer un seguimiento de la eficacia terapeacuteutica y de la

recuperacioacuten cliacutenica 175

13 Introduccioacuten13

13 13 13

67

Sistema del complemento

El sistema del complemento es un mecanismo de defensa proteoliacutetico

humoral basado en una cascada que comprende alrededor de 35 diferentes

proteiacutenas solubles y unidas a la membrana 176 El sistema del complemento

forma parte del sistema inmune innato y actuacutea a traveacutes de una controlada y

limitada proteoacutelisis de proteiacutenas mediante la activacioacuten de tres viacuteas la ldquoviacutea

claacutesicardquo la ldquoviacutea alternativardquo y la ldquoviacutea de la lectinardquo Las tres viacuteas convergen en la

formacioacuten de complemento C3 y C5 y en la viacutea final que activa la formacioacuten del

complejo de ataque de membrana 176 A nivel cardiaco el C3 activado (C3a)

causa taquicardia alteraciones en la conduccioacuten auriculo-ventricular fallo de la

contractilidad del ventriacuteculo izquierdo vasoconstriccioacuten coronaria y liberacioacuten

de histamina tras inyecciones en ceacutelulas cardiacas aisladas de cerdo 177

Niveles elevados de C3c (un producto de conversioacuten estable de C3) se han

relacionado con menor nivel de remodelado adverso y mejor supervivencia en

pacientes con fracaso cardiaco sistoacutelico estable 178

Proteiacutenas de choque teacutermico

Las citoquinas aumentan los niveles seacutericos de proteiacutenas protectoras en

el corazoacuten incluyendo las proteiacutenas de choque teacutermico (Hsp del ingleacutes Heat

Shock Proteins) 179 180 Descubiertas en 1962 en la mosca Drosophila en

respuesta a aumentos de temperatura Estas proteiacutenas se encuentran en

praacutecticamente todos los tejidos animales 181 Se ha visto que su expresioacuten estaacute

regulada por situaciones de estreacutes incluyendo aumentos de temperatura e

13 Introduccioacuten13

13 13 13

68

isquemia 182 En modelos animales la sobre-expresioacuten de Hsp70 (proteiacutena de

choque teacutermico de 70000 daltons) 183 ejerce un efecto protector sobre las

ceacutelulas cardiacuteacas frente a las lesiones de isquemia 184 185 Los niveles seacutericos

de Hsp70 aumentan de forma gradual a medida que avanza el fallo cardiacuteaco

pudiendo tener implicaciones en detecciones precoces del estadio B de la

ACCAHA (anomaliacuteas estructurales sin cliacutenica) y permitiendo asiacute monitorizar a

los pacientes de alto riego 186

Marcadores de estreacutes oxidativo

El sistema redox es esencial para el mantenimiento de la homeostasis

celular ya que mantiene un balance de oacutexido-reduccioacuten preservando el

equilibrio entre la produccioacuten de pro-oxidantes generados como resultado del

metabolismo celular y los sistemas de defensa anti-oxidantes La peacuterdida en

este balance lleva a un estado de estreacutes oxidativo 187 que no es maacutes que un

desequilibrio entre la produccioacuten de especies reactivas del oxiacutegeno y la

capacidad del sistema bioloacutegico de detoxificar raacutepidamente los reactivos

intermedios o reparar el dantildeo resultante Este dantildeo consiste en la formacioacuten de

radicales libres de oxiacutegeno (RLO) como son el anioacuten superoacutexido (O2-) el

peroacutexido de hidroacutegeno (H2O2) y el radical hidroxilo (OH-)durante el periodo de

reperfusioacuten 188

Los radicales libres son moleacuteculas que contienen un electroacuten no

apareado que los hace sumamente reactivos y capaces de dantildear a otras

moleacuteculas transformaacutendolas a su vez en moleacuteculas muy reactivas una reaccioacuten

13 Introduccioacuten13

13 13 13

69

en cadena que causa dantildeo oxidativo Las especies reactivas se forman como

productos del metabolismo de los radicales libres y aunque no todas son

radicales libres son moleacuteculas oxidantes que se transforman faacutecilmente en

radicales libres lo que les confiere la caracteriacutestica de ser compuestos muy

dantildeinos para las ceacutelulas Estas especies reactivas dantildean tanto al ADN como a

las proteiacutenas transportadoras 189

Las especies reactivas del oxiacutegeno (ROS) y las especies reactivas de

nitroacutegeno (RNS) juegan un importante papel en la regulacioacuten de la

supervivencia celular En general niveles moderados de ROSRNS pueden

funcionar como sentildeales promotoras de proliferacioacuten celular sin embargo

grandes aumentos de ROSRNS pueden conducir a la muerte celular Bajo

condiciones fisioloacutegicas el equilibrio entre la formacioacuten y la eliminacioacuten de

ROSRNS mantiene la funcioacuten apropiada de las proteiacutenas sensibles al redox

asegurando la homeostasis redox en la que las ceacutelulas responden de manera

adecuada a los estiacutemulos endoacutegenos y exoacutegenos Alteraciones de la

homeostasis redox conducen al estreacutes oxidativo 190 Los ROS incluyen iones de

oxiacutegeno radicales libres y peroacutexidos 191 Los RNS con mayor significacioacuten

fisioloacutegica el oacutexido niacutetrico (NO) y el peroxinitrito (ONOO-)

El NO es un radical libre descubierto como mediador intracelular en

1980 cuando se estudiaban los mecanismos de accioacuten de los nitratos como

faacutermacos vasodilatadores 192 Es un radical pequentildeo y gaseoso con una alta

afinidad para la interaccioacuten con hemoproteiacutenas ferrosas como la guanilato

ciclasa soluble y la hemoglobina 193 El NO se produce por la oxidacioacuten de L-

arginina en L-citrulina proceso catalizado por las oacutexido niacutetrico sintasas (NOS)

13 Introduccioacuten13

13 13 13

70

que utilizan nicotinamida adenina dinucleoacutetido fosfato (NADPH) y oxiacutegeno

como sustratos 194

La enzima NOS presenta tres isoformas la NOS neuronal (nNOS tipo I)

la NOS inducible (iNOS tipo II) y la NOS endotelial (eNOS tipo III) Muchos

tejidos expresan una o dos de estas tres isoformas Las nNOS y eNOS son

expresadas en respuesta a incrementos de la concentracioacuten del calcio

intracelular 187 La isoforma iNOS o tipo II se expresa de forma inducible en

macroacutefagos en respuesta a mediadores inflamatorios (citoquinas

lipopolisacaacuteridos etc) y su actividad es independiente del calcio 195

El NO media numerosos procesos fisioloacutegicos relajacioacuten del musculo

liso vascular y no vascular neurotransmisioacuten perifeacuterica y central activacioacuten

plaquetaria y fototransduccioacuten 196 A nivel vascular el NO actuacutea como un

potente modulador local del tono vascular y de la hemostasis El NO producido

por el endotelio de los vasos actuacutea sobre las ceacutelulas musculares lisas

vasculares o sobre las del mismo endotelio produciendo un efecto final de

relajacioacuten celular que se traduce en vasorelajacioacuten y alteracioacuten de la

permeabilidad del endotelio vascular

Hay poca evidencia de que la produccioacuten endoacutegena de NO en el corazoacuten

sano juegue un papel importante en la modulacioacuten directa de la funcioacuten

cardiacuteaca sistoacutelica En estados patoloacutegicos (cardiopatiacutea dilatada sepsis rechazo

de injerto) se piensa que el aumento en las concentraciones de NO a nivel

miocaacuterdico puede ser debido a la induccioacuten de iNOS dentro de los miocitos asiacute

como a la infiltracioacuten de ceacutelulas inflamatorias pero la situacioacuten en el corazoacuten

del ser humano sigue estando poco clara 197

13 Introduccioacuten13

13 13 13

71

13 JUSTIFICACIOacuteN

Tras el anaacutelisis previo realizado encontramos

bull Que los dispositivos de AMC son una opcioacuten terapeacuteutica en los

pacientes que se encuentran en lista de espera de trasplante cardiaco

Estos dispositivos son la solucioacuten a la escasez de donantes

bull Que los dispositivos de AMC tienen como misioacuten mantener la perfusioacuten

de los oacuterganos sin embargo se asocian a complicaciones que pueden

llevar al fracaso multiorgaacutenico

bull Que es fundamental la optimizacioacuten perioperatoria (tipo de dispositivo de

AMC monitorizacioacuten y faacutermacos) en la implantacioacuten del dispositivo de

AMC Nuestro grupo de investigacioacuten ha desarrollado una liacutenea de

investigacioacuten en el afaacuten de contribuir a dicha optimizacioacuten en la que se

ha estudiado cuaacutel es el dispositivo de AMC maacutes adecuado en lo que se

refiere al flujo de los oacuterganos 198

bull Que los faacutermacos anesteacutesicos volaacutetiles (sevoflurano) tienen un efecto

beneficioso sobre el flujo de los oacuterganos frente a los anesteacutesicos

intravenosos (propofol) en cirugiacutea cardiovascular

bull Que no existen o al menos no hemos sido capaces de encontrar

trabajos en la literatura que comparen ambos anesteacutesicos (sevoflurano y

propofol) en los dispositivos de AMC

13 Introduccioacuten13

13 13 13

72

En este trabajo trataremos de dilucidar la importancia de la

optimizacioacuten de los faacutermacos anesteacutesicos (propofol versus sevoflurano) en los

dispositivos de AMC y proponer el protocolo maacutes oacuteptimo en cuanto al flujo de

los oacuterganos

73

2- HIPOacuteTESIS Y OBJETIVOS

13 Hipoacutetesis13 y13 Objetivos13

13 13 13

74

La anestesia inhalatoria con agentes halogenados (sevoflurano) ha

demostrado una superioridad frente a la anestesia intravenosa (propofol) en lo

que se refiere al flujo de los oacuterganos en cirugiacutea cardiovascular Sin embargo en

los pacientes con AMC auacuten no hay evidencia de cuaacutel de las dos es superior en

lo que se refiere al flujo de los oacuterganos la respuesta inflamatoria y el estreacutes

oxidativo en los pacientes portadores de estos dispositivos

21- HIPOacuteTESIS

Como hipoacutetesis de trabajo sugerimos que el sevoflurano produce un

efecto protector sobre el flujo de los oacuterganos frente al propofol en los

dispositivos de AMC (H1) asumiendo como hipoacutetesis nula (H0) el hecho de que

el sevoflurano no produce este efecto

22- OBJETIVOS

1 Objetivo principal estudiar el efecto del sevoflurano y propofol en el

flujo de los oacuterganos en un dispositivo de AMC de flujo continuo

13 Hipoacutetesis13 y13 Objetivos13

13 13 13

75

2 Objetivos secundarios

21 Estudiar el efecto del sevoflurano y propofol en las variables

hemodinaacutemicas de gasometriacutea arterial y hematoloacutegicas en un dispositivo

de AMC de flujo continuo

22 Estudiar el efecto del sevoflurano y propofol en los

marcadores plasmaacuteticos de dantildeo tisular en un dispositivo de AMC de

flujo continuo

23 Estudiar el efecto del sevoflurano y propofol en los

marcadores plasmaacuteticos de respuesta inflamatoria y de estreacutes oxidativo

en un dispositivo de AMC de flujo continuo

23- PLANTEAMIENTO

En este trabajo para el cumplimiento de los objetivos se ha planteado el

siguiente disentildeo

- Se ha seleccionado como animal de experimentacioacuten al cerdo minipig

macho

- Estudio experimental comparativo randomizado de dos grupos

(sevoflurano versus propofol) seguacuten el hipnoacutetico utilizado en el

mantenimiento anesteacutesico en la AMC

PROPOFOL (Grupo PROP n=5)

SEVOFLURANO (Grupo SEVO n=5)

13 Hipoacutetesis13 y13 Objetivos13

13 13 13

76

- Meacutetodo utilizado

1 Medicioacuten del flujo de los oacuterganos mediante la teacutecnica de microesferas

de colores 199 200

2 Estudio de las variables hemodinaacutemicas mediante el cateacuteter de

arteria pulmonar

3 Estudio de las variables de gasometriacutea arterial y hematoloacutegicas y

medicioacuten de los marcadores de dantildeo tisular de respuesta

inflamatoria y de estreacutes oxidativo mediante la extraccioacuten de muestras

de sangre arterial

- Variables del estudio

1 Variable principal microesferas de colores

2 Variables secundarias paraacutemetros hemodinaacutemicos y de gasometriacutea

arterial marcadores de dantildeo tisular respuesta inflamatoria y estreacutes

oxidativo

- Las variables anteriormente descritas se estudiaron en tres momentos

- Antes del clampaje aoacutertico (Basal)

- Antes de iniciar la asistencia ventricular (AAs)

- Transcurridos 30 minutos de la asistencia parcial (AP 30rsquo)

77

3- MATERIAL Y MEacuteTODO

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

78

31 Material

311- Animal de experimentacioacuten

El animal utilizado en este estudio fue el cerdo minipig macho Estos

animales pertenecen a una liacutenea desarrollada por Sachs en el Instituto

Nacional de la Salud en Bethesda (Maryland Estados Unidos) 201 como modelo

animal para la investigacioacuten en el trasplante de oacuterganos mediante la seleccioacuten

de tres genotipos homocigotos independientes en relacioacuten con el complejo

mayor de histocompatibilidad

Los animales proceden de la granja que el Instituto Tecnoloacutegico de

Desarrollo Agrario (ITDA) de la Consejeriacutea de Medio Ambiente de la

Comunidad de Madrid posee en el Complejo Agropecuario de Aranjuez El

ITDA es un establecimiento autorizado inscrito con el nuacutemero EX 013-C en el

Registro Oficial de Establecimientos de criacutea suministradores y usuarios de

animales para la experimentacioacuten y otros fines cientiacuteficos de la Comunidad de

Madrid seguacuten la Orden de 4 de agosto de 1989 (BOCM de 24 de agosto) En

este centro los cerdos se encuentran en instalaciones construidas

especiacuteficamente para ganado porcino similares a las de una granja

convencional que garantizan su bienestar El traslado del cerdo desde la

granja hasta las instalaciones de la Unidad de Medicina y Cirugiacutea Experimental

del Hospital General Universitario Gregorio Marantildeoacuten se realiza 24 horas antes

del procedimiento quiruacutergico en una jaula individualizada en la que permanece

hasta el momento de la intervencioacuten El animalario dispone de un ambiente

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

79

controlado con temperatura de 20-22degC y humedad relativa del 55

Toda manipulacioacuten de los animales se llevoacute a cabo seguacuten las normas

recogidas en la Directiva 201063UE y RD 532013 sobre proteccioacuten de los

animales utilizados para experimentacioacuten y otros fines cientiacuteficos Fue

concedida la aprobacioacuten del Comiteacute de Eacutetica de Experimentacioacuten animal y del

Comiteacute de Investigacioacuten del Hospital General Universitario Gregorio Marantildeoacuten

312- Quiroacutefano e instalaciones

El estudio se realizoacute en la Unidad de Medicina y Cirugiacutea Experimental

del Hospital General Universitario Gregorio Marantildeoacuten de Madrid con nuacutemero de

registro ES280790000087

Las experiencias fueron realizadas en el quiroacutefano (fig 6) Eacuteste incluye

dos mesas quiruacutergicas que permiten buena movilidad en todos los planos del

espacio cuatro laacutemparas quiruacutergicas de alta intensidad y equipo de

instrumental quiruacutergico estaacutendar asiacute como material de microcirugiacutea material

especiacutefico de cirugiacutea cardiaca y material anesteacutesico

El procesamiento de las muestras se realizoacute en el laboratorio de biologiacutea

molecular de la Unidad de Medicina y Cirugiacutea Experimental

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

80

Figura 6 Vista panoraacutemica del quiroacutefano de la Unidad de Cirugiacutea Experimental

del Hospital General Universitario Gregorio Marantildeoacuten (HGUGM)

313- Material anesteacutesico

3131- Faacutermacos anesteacutesicos

Los faacutermacos anesteacutesicos empleados en el estudio fueron

- Ketamina (Ketolarreg 50mgmL Parke-Davis Madrid Espantildea)

- Sulfato de Atropina (Atropinareg1mgmL Braun Medical Tarragona

Espantildea)

- Propofol (Diprivanreg 1 Astra Zeneca Madrid Espantildea)

- Sevoflurano (Sevoranereg Abbot Laboratories SA Espantildea)

- Fentanilo (Fentanestreg015 mg3 mL Kern Pharma Barcelona Espantildea)

- Besilato de atracurio (Tracriumreg25 mg25 mL GlaxoSmithKline Espantildea)

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

81

3132- Material fungible

- Abbocath nordm20G para canalizacioacuten de vena perifeacuterica en oreja izquierda

- Tubo endotraqueal Para la intubacioacuten orotraqueal se utilizoacute un tubo

estaacutendar del nordm 55 o del 6 dependiendo del peso del espeacutecimen

modelo Murphy con baloacuten

- Cateacuteteres vasculares colocados mediante la teacutecnica de Seldinger para

canalizar la arteria y vena femorales (9 y 75 F respectivamente)

- Cateacuteter de Swan-Ganz (S-G) o cateacuteter de arteria pulmonar (75 F Swan-

Ganz CCOmbo catheter Edwards Lifesciences Irvine California

Estados Unidos)

3133- Sistemas de monitorizacioacuten hemodinaacutemica y ventilatoria

Monitorizacioacuten Hemodinaacutemica

- Monitor con electrocardiograma continuo y presioacuten arterial invasiva

(Siemens SC 9000 Siemens Medical Systems MA Estados Unidos)

- Monitor de gasto cardiaco continuo y oximetriacutea (Vigilance Edwards Critical-

Care Division Irvine California Estados Unidos)

- Desfibrilador con palas externas e internas (HVE Miami Estados Unidos)

Monitorizacioacuten Ventilatoria

- Respirador Draumlger SA 1 (Draumlger Medical AG Luumlbeck Alemania) (fig 7)

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

82

- Capnoacutegrafo Ohmeda 5250 RGM con pulsioximetriacutea (General Electric

Health Care Estados Unidos) (fig 8)

- Analizador de gases en sangre (GEMregPremiere 3000 Virginia Estados

Unidos) (fig 9)

Figura 7 Respirador

Draumlger SA 1

Figura 8Capnoacutegrafo

Ohmeda

Figura 9Analizador de

gases en sangre

GEMregPremiere

314- Dispositivo de asistencia mecaacutenica circulatoria

El dispositivo de asistencia mecaacutenica circulatoria empleado en el estudio

fue la bomba Biomeacutedicus 540 (Medtronicreg Minneapolis Estados Unidos)

La bomba Biomeacutedicus es un dispositivo de flujo continuo de localizacioacuten

extracorpoacuterea siendo posible la asistencia univentricular o biventricular La

bomba Biomeacutedicus estaacute compuesta de una estructura acriacutelica riacutegida no moacutevil

con una entrada y salida dispuestas entre ellas en aacutengulo recto El mecanismo

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

83

moacutevil o impulsor estaacute compuesto de varios conos paralelos que son impulsados

magneacuteticamente mediante un motor externo dispuesto en la consola de control

Dicho motor impulsa el disco metaacutelico localizado en la base del dispositivo

mediante fuerzas magneacuteticas por lo que no existe una continuidad entre el

motor y el disco metaacutelico de la bomba (fig 10)

Figura 10Fotografiacutea y esquema de la bomba Biomeacutedicus Entrada del flujo (A)

Salida del flujo (B) Conos (rotor) (C) Disco metaacutelico impulsor (D)

Tras el purgado de la bomba y la conexioacuten con las caacutenulas de entrada y

salida eacutesta es acoplada al motor de la consola (fig 11)

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

84

(A) (B)

Figura 11 Motor de la consola una vez implantada la bomba Biomeacutedicus

Caacutenula entrada del flujo sanguiacuteneo desde el ventriacuteculo (izquierda) (A) Caacutenula

de salida del flujo sanguiacuteneo hacia la aorta (derecha) (B)

Consola de control

La consola empleada en el estudio fue la Consola Biomeacutedicus

(Medtronic Biomedicusreg Inc Eden Prairie Minn) de la bomba centrifuga

Biomeacutedicus (fig 12) Esta consola incluye el motor donde se adapta la bomba

centrifuga en su parte frontal El panel de mandos presenta una gran

simplicidad ya que este tipo de bomba modifica el flujo dependiendo de las

revoluciones del motor Tambieacuten dispone de un sistema de alarmas para evitar

una elevada presioacuten negativa en el circuito asiacute como un sistema de parada si

se detecta aire en interior del circuito lo cual conllevariacutea un elevado riesgo de

embolismos aeacutereos

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

85

Figura 12 Consola Biomeacutedicus dos consolas independientes entre siacute

controlan los flujos y las revoluciones por minuto de la bomba

Caacutenulas

La caacutenula arterial empleada en el estudio fabricada por nuestro grupo

de investigacioacuten estaacute compuesta por una proacutetesis de PTFE (Goretexreg) de 10

mm de diaacutemetro unida a un conector de policarbonato Jostra 38-12 (MAQUET

GmbH ampCo KG) Para el drenaje del ventriacuteculo izquierdo se utilizoacute una caacutenula

Medtronic ultraflex de 23 F (Medtronic Inc Minneapolis Estados Unidos) Esta

caacutenula estaacute disentildeada originalmente para el drenaje venoso de la auriacutecula

derecha durante la circulacioacuten extracorpoacuterea Estaacute perforada en una sola etapa

con pared fina anillada resistente al acodamiento La punta es multiperforada

y ofrece un buen perfil de succioacuten si se posiciona adecuadamente (para ello se

realizoacute una marca para calcular la profundidad de colocacioacuten de la misma)

Para su conexioacuten a la asistencia se utilizoacute un conector de policarbonato Jostra

38-12 (Maquet GmbH amp Co KG)

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

86

Sistema de registro

- Transductores de presioacuten (Edwards Lifesciences Irving California

Estados Unidos) para monitorizar la presioacuten en la caacutenula de entrada y en

la de salida del dispositivo

- Medidores ultrasoacutenicos del flujo sanguiacuteneo desarrollados en el

Laboratorio de Circulacioacuten Artificial de la Unidad de Cirugiacutea Experimental

del Hospital General universitario Gregorio Marantildeoacuten Basados en placas

electroacutenicas DIGIFLOW EXT1 (EMTECreg Alemania) que se montan en

soportes metaacutelicos y se les antildeaden interfases con la electroacutenica

apropiada para visualizar la medida de flujo Las placas estaacuten provistas

de una salida analoacutegica que es la que utiliza el sistema de registro para

monitorizar el flujo instantaacuteneo Colocamos un sensor de flujo en la

caacutenula de salida del dispositivo de modo que pudimos monitorizar y

registrar de forma continua el flujo de la AMC

- Ordenador portaacutetil convencional (Para el control del dispositivo de

asistencia) conectado a un registrador que integra las sentildeales de

entrada y las incorpora al software (presiones flujos) El software de

registro y control de la asistencia fue disentildeado en el Laboratorio de

Circulacioacuten Artificial de la Unidad de Cirugiacutea Experimental del HGUGM

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

87

315- Marcadores del flujo de los oacuterganos

En nuestro estudio se utilizaron microesferas coloreadas para determinar

la distribucioacuten del flujo de los oacuterganos (Dye-Trak Triton Technology Inc San

Diego California Estados Unidos) Las microesferas tienen un diaacutemetro de 12

micras inyectaacutendose 15 millones de microesferas en cada momento del

estudio

3151-REACTIVOS

- Alcohol Etiacutelico (ETOH) (Sigma-Aldrich 27074-1)

- Tween 80 (Sigma-Aldrich 27436-4)

- Triton X-100 (Sigma-Aldrich 27074-1)

- Hidroacutexido Potaacutesico pellets (FW 5611) (Sigma-Aldrich 22147-3)

- Aacutecido Clorhiacutedrico 37 (Sigma-Aldrich 25814-8)

- Azida soacutedica (FW 6501) (Sigma-Aldrich 19993-1)

- Dimetil Formamida (DMF) (Sigma-Aldrich 15481-4)

- Etanol Acidificado (1l Etanol + 2 ml Aacutecido Clorhiacutedrico)

3152- SOLUCIONES

1 Solucioacuten para la digestioacuten alcalina (1M SDA)

1- Poner 2000 ml de agua destilada en un vaso de precipitado de 2 L

2- Colocarlo sobre un agitador magneacutetico con calefactor (a unos 50ordmC)

3- Poner en el vaso un imaacuten de agitacioacuten y comenzar a agitar a alta

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

88

velocidad

4- Antildeadir 11222 gramos de pellets de hidroacutexido potaacutesico al agua y agitar

hasta que la solucioacuten esteacute clara

5- Desconectar el calefactor y continuar agitando hasta que se alcance

la temperatura ambiente

6- Guardar la solucioacuten en botellas de plaacutestico

2 Solucioacuten acidificada de etanol

1- En un vaso de precipitado poner 1 litro de Etanol

2- Antildeadir 2 mL de Aacutecido Clorhiacutedrico (HCL al 37) y agitar

3- Guardar en botella de plaacutestico

4- Solucioacuten de HCL al 37 en Etanol al 02 volumenvolumen

3 Solucioacuten Tritonreg X-100 al 10

1- Poner 1800 mL de agua destilada en un vaso de precipitado de 2 L

2- Colocarlo en un agitador magneacutetico con calefactor ajustado a unos

50ordmC

3- Colocar un imaacuten agitador y agitar a alta velocidad

4- Antildeadir 020 gramos de Azida Soacutedica al agua destilada

5- Antildeadir 200 mL de Tritonreg X-100 y agitar hasta que la solucioacuten esteacute

clara

6- Desconectar el calefactor y dejar enfriar agitando hasta que la

solucioacuten alcance la temperatura ambiente

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

89

7- Guardar en botella de plaacutestico

4 Solucioacuten Tweenreg 80 al 10

En un tubo de polipropileno de 15 ml antildeadir 45 ml de agua destilada y

05 ml de Tweenreg 80 Poner en un agitador rotatorio durante 15 minutos

5 Solucioacuten Tweenreg 80 al 005 Solucioacuten Salina (solucioacuten transportadora de

microesferas STM)

Mezcla de 995 mL de suero salino con 05 mL de la Solucioacuten Tweenreg

80 al 10 Esta solucioacuten se utiliza para disolver las microesferas antes de

inyectarlas

3153- MATERIAL

- 50 mL de STM

- 4 tubos de polipropileno de 15 mL

- Jeringas de 2 5 y 10 mL (BD Plastipakreg Becton Dickinson SA

Madrid Espantildea)

- Agujas intravenosas 21 G de 082 mm x 254 mm (Monojet Magellanreg

Tyco Healthcare Group LP Estados Unidos)

- Espectrofotoacutemetro (Jenwayreg 6305 Reino Unido)

- Centriacutefuga refrigerada (Heraeusreg Espantildea)

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

90

3154- PREPARACIOacuteN DE LOS TUBOS DE MICROESFERAS (ME)

1 Marcar los tubos con los colores de las ME que van a llevar

2 Antildeadir a cada tubo 5 mL de STM

3 Antildeadir 15 mL de microesferas amarillas al tubo de amarillas

4 Antildeadir 15 mL de microesferas naranjas al tubo de naranjas

5 Antildeadir 15 mL de microesferas violetas al tubo de violetas

6 Enrasar todos los tubos a 10 mL con STM

7 Tapar los tubos y agitar

8 Dejar en nevera hasta su utilizacioacuten

316- Marcadores de respuesta inflamatoria

1 Cuantificacioacuten de HSPA1A (Hsp72Hsp70) 180

- Kit de ELISA EKS-715 (Assay-Designs-Stressgen Ann Arbor Michigan

USA)

2 Factor Necrosis Tumoral-alfa (TNF-α)

- Teacutecnica de ELISA comercial final (Quantikinereg Porcine TNF-α RampD

Systems Abingdon UK)

3 Complemento 3 (C3)

- Teacutecnica de ELISA saacutendwich comercial utilizando el Porcine Complement

3 (C3) ELISA Kit (Cat Nordm CSB-E06920p Cusabio Wuhan Hubei

Province 430223 PR China)

317- Marcador de estreacutes oxidativo Oxido Niacutetrico (NO)

- Kit Nitric Oxide ColorimetriC Assay Kit (Oxford Biomedical Research

Oxford MI 48371 USA)

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

91

32 Meacutetodo

321- Tipo de estudio

Estudio experimental comparativo randomizado (Microsoft Excel 2003)

de dos grupos seguacuten el hipnoacutetico utilizado en el mantenimiento anesteacutesico de la

experiencia

- PROPOFOL (Grupo PROP n=5)

- SEVOFLURANO (Grupo SEVO n=5)

322- Meacutetodo anesteacutesico

Inicialmente se premedicoacute al animal con ketamina (20 mgKg)

intramuscular (im) y atropina (004 mgKg) im Posteriormente se procedioacute a la

realizacioacuten de la anestesia general aplicando el siguiente protocolo

1- Monitorizacioacuten electrocardiograacutefica continua para la obtencioacuten de la

variable - FC frecuencia cardiaca

2- Colocacioacuten del pulsioxiacutemetro en la oreja del animal para la obtencioacuten

de la saturacioacuten arterial de oxiacutegeno

3- Canalizacioacuten de la vena marginal de la oreja

4- Induccioacuten anesteacutesica con propofol 4mgKg intravenoso (iv) y fentanilo

25 microgKg iv

5- Intubacioacuten orotraqueal y conexioacuten al respirador en modo ventilacioacuten

mecaacutenica controlada por volumen con fraccioacuten inspirada de oxiacutegeno

de 1 y volumen corriente de 6-12 mLKg para mantener normocapnia

6- Mantenimiento anesteacutesico con propofol 11-12 mgkgh (grupo

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

92

PROPOFOL) o con sevoflurano entorno 1 CAM (2) (grupo

SEVOFLURANO) junto con fentanilo 25 microgKg30 min y besilato de

atracurio 03 mgKg30 min

7- Canalizacioacuten de la arteria femoral derecha mediante teacutecnica de

Seldinger para el estudio de la variable

- PAm presioacuten arterial media sisteacutemica

8- Canalizacioacuten de la yugular interna derecha mediante teacutecnica de

Seldinger y colocacioacuten del cateacuteter de arteria pulmonar para la

obtencioacuten de las variables hemodinaacutemicas

- PAPm presioacuten arterial pulmonar media

- PVC presioacuten venosa central

- PCP presioacuten capilar pulmonar

- GC gasto cardiaco continuo

- Ic iacutendice cardiaco

- SvO2 saturacioacuten venosa mixta

- RVS resistencia vascular sisteacutemica

- IRVS iacutendice de resistencia vascular sisteacutemica

- RVP resistencia vascular pulmonar

- IRVP iacutendice de resistencia vascular pulmonar

- VS volumen sistoacutelico

- IVS iacutendice volumen sistoacutelico

- ITSVI iacutendice de trabajo del ventriacuteculo izquierdo

- ITSVD iacutendice de trabajo del ventriacuteculo derecho

- Ta temperatura

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

93

9Mediante gasometriacuteas arteriales hemos obtenido los paraacutemetros

- PaO2 presioacuten arterial de oxiacutegeno

- PaCO2 presioacuten arterial de dioacutexido de carbono

- HCO3- bicarbonato

- pH

10Hemograma para el estudio de los paraacutemetros hematoloacutegicos

- Hb hemoglobina

- Hcto hematocrito

- Plaquetas

- Hematiacutees

El estudio de las variables hemodinaacutemicas de gasometriacutea arterial y

hematoloacutegicas se realizaron en 3 momentos del estudio

- Antes del clampaje aoacutertico (Basal)

- Antes de iniciar la asistencia ventricular (AAs)

- Transcurridos 30 minutos de la asistencia parcial (AP 30rsquo)

323 Meacutetodo quiruacutergico

En todas las experiencias se aplicoacute el siguiente protocolo quiruacutergico

1 Realizacioacuten de esternotomiacutea media (con sierra portaacutetil Stryker) con

diseccioacuten por planos hasta el esternoacuten realizaacutendose hemostasia del muacutesculo y

del plano celular subcutaacuteneo con electrocauterio (Valleylab)

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

94

2 Una vez expuesto el mediastino anterior se colocoacute un separador (de

Finocchieto) y se realizoacute reseccioacuten del timo En este punto de la intervencioacuten

las dos venas mamarias internas se disecaron y ligaron para evitar

laceraciones accidentales y peacuterdida de sangre permitiendo una mayor

separacioacuten de las tablas esternales sin riesgo de lesioacuten de la vena innominada

Posteriormente se realizoacute la apertura del pericardio en T invertida colocando

puntos firmes de traccioacuten consiguiendo una adecuada exposicioacuten del corazoacuten

3 Colocacioacuten de un Abbocath 14G en la orejuela izquierda para

administrar la solucioacuten de las microesferas de colores viacutea idoacutenea para una

adecuada homogenizacioacuten y distribucioacuten posterior por los tejidos 202

4 Separacioacuten de la arteria pulmonar y aorta para realizar posteriormente

un clampaje lateral de la aorta (fig 13)

Figura 13 Separacioacuten aorta y arteria pulmonar

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

95

5 Administracioacuten de heparina soacutedica iv al animal (4 mgKg)

6 Cinco minutos despueacutes de la administracioacuten de la heparina se realizoacute

el clampaje lateral de la aorta toraacutecica ascendente (clampaje parcial clamp de

Derra) (fig 14A) Posteriormente se realizoacute una aortotomiacutea longitudinal de 15

cm y la anastomosis de la caacutenula eferente a la aorta (mediante sutura de

polipropileno de 50 Prolene) (fig 14B)

7 Tras completar la anastomosis se colocoacute un ldquoclamprdquo de tubos en la

caacutenula y se procedioacute al desclampaje lateral aoacutertico

8 Se implantoacute la caacutenula aferente o del aacutepex ventricular izquierdo Para

ello se realizaron dos suturas circulares o en ldquobolsa de tabacordquo en la punta del

ventriacuteculo izquierdo (usando una sutura de polipropileno de 30 Prolene) para

posteriormente pasar cada una por sendos torniquetes desechables Despueacutes

se realizoacute una incisioacuten en cruz en el centro de ambas bolsas (bisturiacute nordm 14) y se

dilatoacute con una pinza de Crile Finalmente se insertoacute la caacutenula aferente por este

orificio mediante movimientos rotacionales Se anudaron 2 ligaduras uniendo

los torniquetes y la caacutenula (fig 14C)

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

96

Figura 14 Clampaje lateral de la aorta toraacutecica ascendente (A) Exposicioacuten

aacutepex ventriacuteculo y colocacioacuten suturas circulares (B) Caacutenula de drenaje

ventriacuteculo izquierdo (aferente) y Caacutenula aoacutertica (eferente) (C)

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

97

324 Meacutetodo del estudio del flujo de los oacuterganos

En este estudio se utilizaron microesferas de colores para medir el flujo

sanguiacuteneo en los distintos tejidos meacutetodo ya descrito en la literatura 199 200 203 y

utilizado por nuestro grupo de investigacioacuten en estudios previos 198 El principio

baacutesico de las teacutecnicas de depoacutesito para la medida de flujos regionales consiste

en que el depoacutesito es proporcional al flujo (por unidad de volumen o masa de

tejido) es decir que la fraccioacuten de gasto cardiacuteaco que irriga una regioacuten en

particular estaacute definida por el depoacutesito fraccionado del marcador depositado en

dicha zona 200 La idea es que los marcadores depositados dan una medida por

unidad de volumen de tejido a nivel de los capilares En principio es mejor

medir el flujo por unidad de tejido extravascular puesto que la fraccioacuten de

sangre de un oacutergano no es la fraccioacuten metabolizante del oacutergano La medida

estaacutendar es ldquoflujo por gramo de tejido totalrdquo 200 Y es asiacute como el uso de

diferentes microesferas coloreadas en diferentes momentos nos permite

comparar el flujo en diferentes momentos analizando el nuacutemero de

microesferas coloreadas depositadas en cada oacutergano

VIacuteA DE ADMINISTRACIOacuteN

La inyeccioacuten de microesferas de colores se realizoacute a traveacutes de la

auriacutecula izquierda del animal

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

98

MOMENTOS ADMINISTRACIOacuteN MICROESFERAS

Las microesferas se administraron en 3 momentos del estudio

bull Antes del clampaje aoacutertico (Basal) microesferas BLANCAS

bull Momento Basal (una vez colocada la asistencia antes de su

puesta en marcha) (AAs) microesferas AMARILLAS

bull Asistencia Parcial (despueacutes de 30 minutos de asistencia parcial)

(AP 30) microesferas VIOLETAS

OacuteRGANO A ESTUDIAR

Se estudiaron los siguientes oacuterganos cerebro (loacutebulo frontal derecho e

izquierdo) corazoacuten (ventriacuteculos derecho e izquierdo) rintildeoacuten (polo inferior de

ambos rintildeones) pulmoacuten (loacutebulo medio del pulmoacuten derecho) hiacutegado (loacutebulo

izquierdo) e intestino delgado (iacuteleon terminal)

PROCESAMIENTO DE LAS MUESTRAS DE TEJIDO

Una vez obtenidas las muestras de los oacuterganos se aplicoacute el siguiente

protocolo

Obtencioacuten y almacenamiento

Obtener una muestra de tejido de unos 3 gramos (de cada oacutergano a

estudiar) y colocarla en un tubo de polipropileno de 15 mL Las muestras

pueden permanecer en nevera (0-40ordmC) durante 2-3 diacuteas o pueden permanecer

a temperatura ambiente durante cortos periodos de tiempo

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

99

Procedimiento de control

Antildeadir 10000 microesferas azules de control (100 microL) de una solucioacuten

control de microesferas azules agitadas constantemente a cada tubo

Protocolo Digestioacuten Alcalina

1 Se antildeaden 6 mL de SDA a los tubos de 15 mL Posteriormente se

colocan los tubos en una estufa a 50ordmC durante toda la noche Por la mantildeana

se abren los tubos para dejar escapar el gas acumulado y despueacutes se agitan

en voacutertice durante 15-30 segundos La mezcla de tejido deberaacute estar

completamente homogeneizada y los tubos se colocaraacuten de nuevo en la estufa

durante 1 hora maacutes

2 Despueacutes de la hora adicional repetir la agitacioacuten con voacutertice

Inspeccionar los tubos y si aparecen partiacuteculas de tejido sin digerir repetir el

procedimiento con la estufa a 60 ordmC hasta la digestioacuten total

3 Cuando haya finalizado el proceso de digestioacuten retirar los tubos de la

estufa y rellenarlos con agua destilada a 50 ordmC hasta la marca superior del

tubo Tapar los tubos y mezclarlos bien con agitacioacuten manual e inversioacuten

4 Centrifugar los tubos 15 minutos a 1500 g (2500 rpm) y aspirar el

sobrenadante verde-marroacuten de cada tubo sin aspirar el pellet

5 Resuspender el pellet con 10 Tritoacuten X-100 Usar 12 mL en los tubos

de 15 mL Los pasos siguientes requeriraacuten sonicacioacuten o agitacioacuten con voacutertice

para ayudar al proceso de digestioacuten Como se procesa cerebro se sustituye el

Tritoacuten al 10 por Tritoacuten al 15 y se repiten los pasos 5 y 6 dos veces

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

100

6 Centrifugar otra vez los tubos 5 minutos a 1500 g y aspirar el

sobrenadante de cada tubo sin aspirar el pellet

7 Resuspender el pellet con Etanol acidificado Usar 12 mL en los tubos

de 15 mL Mezclar con el voacutertice o el sonicador para deshacer el pellet Limpiar

el sonicador con alcohol despueacutes de cada utilizacioacuten

8 Centrifugar los tubos 5 minutos a 1500 g y aspirar el sobrenadante de

cada tubo sin aspirar el pellet

9 Resuspender el pellet con alcohol etiacutelico Usar 12 mL en los tubos de

15 mL Mezclar con el voacutertice o el sonicador para deshacer el pellet Limpiar el

sonicador con alcohol despueacutes de cada utilizacioacuten

10 Centrifugar otra vez los tubos 5 minutos a 1500 g y aspirar el

sobrenadante de cada tubo sin aspirar el pellet

Recuperacioacuten de las microesferas y anaacutelisis del colorante

Antes de realizar el anaacutelisis de los colorantes de microesferas se realizoacute

la calibracioacuten de la liacutenea base del espectrofotoacutemetro Esta calibracioacuten se realizoacute

con un ldquoscanrdquo con solo disolvente en la cubeta El ldquoscanrdquo se realizoacute sobre las

longitudes de onda de 350 a 700 nm

Protocolo de Recuperacioacuten de microesferas y colorante por evaporacioacuten

1 Dejar evaporar el pellet y la pequentildea cantidad de Alcohol Etiacutelico a

temperatura ambiente durante la noche La evaporacioacuten se puede acelerar con

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

101

una estufa a 50ordmC pero si se superan los 50ordmC el tubo de plaacutestico puede

absorber algo del colorante

2 Antildeadir 250 microL del disolvente (DMF) a las microesferas secas en cada

tubo y agitar con voacutertice

3 Dejar reposar los tubos durante 15 minutos como miacutenimo para permitir

que el disolvente extraiga el colorante de todas las microesferas Agitar los

tubos con voacutertice otra vez y centrifugarlos a 1500 g durante 5 minutos para

formar un pellet con las microesferas vaciacuteas y cualquier resto remanente

Aspirar el sobrenadante con una pipeta Pasteur cuidadosamente para no

aspirar nada del pellet del fondo

4 Colocar el sobrenadante en la cubeta del espectrofotoacutemetro para

medir la absorbancia

- Blanco 370 nm

- Amarillo 448 nm

- Violeta 594 nm

- Azul 670 nm

CAacuteLCULO DEL NUacuteMERO DE MICROESFERAS

El caacutelculo del nuacutemero de microesferas se basa en la absorbancia de una

solucioacuten control de 5000 microesferas (ME) para cada color utilizado

1- El nuacutemero absoluto de microesferas de una muestra se obtiene

dividiendo su absorbancia (Abs) por la absorbancia de 5000

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

102

microesferas del mismo color multiplicado por 5000

Nordm ME (muestra) = [Abs (muestra) Abs (5000 ME)] x 5000

2- Una vez calculado ese nuacutemero hay que corregirlo por el nuacutemero de

microesferas azules de control A cada tubo con la muestra de tejido se

le antildeaden 10000 microesferas azules de control para estimar las

microesferas que se pueden perder durante el procesado de las

muestras

Nordm ME (corregidas por azules) = [Nordm ME (muestra) Nordm ME (azules)] x 105

3- La siguiente correccioacuten la efectuamos por el nuacutemero de microesferas

que se inyectan al animal Se han inyectado 15 millones de

microesferas en cada inyeccioacuten

Nordm ME (por milloacuten) = Nordm ME (corregidas por azules)

millones de ME inyectadas

4- Por uacuteltimo debemos corregir el nuacutemero de microesferas por gramo

(g) de tejido analizado

Nordm ME (por milloacuten y g) = Nordm ME (por milloacuten) peso (g) de la muestra de tejido

Se obtiene al final el nuacutemero de microesferas por milloacuten y gramo de

tejido Para el estudio de los flujos tisulares se han calculado los porcentajes de

variacioacuten de las microesferas antes de asistencia respecto al momento basal

(antes de clampaje aoacutertico) y a los 30 minutos de asistencia parcial respecto al

momento antes de iniciar la asistencia 198

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

103

325- Meacutetodo del estudio de marcadores de dantildeo tisular

La muestra de sangre se obtiene de la arteria femoral derecha del

animal Esta es trasladada al laboratorio central del HGUGM donde se analizan

las siguientes determinaciones bioquiacutemicas

- ALT alanina aminotransferasa

- AST aspartato aminotransferasa

- GGT gamma-glutamil-transpeptidasa

- Bilirrubina

- FA fosfatasa alcalina

- LDH lactato deshidrogenasa

- Creatinina

- Urea

- Aacutecido Laacutectico

Las determinaciones bioquiacutemicas anteriormente descritas se realizaron

en 3 momentos del estudio

- Antes del clampaje aoacutertico (Basal)

- Antes de iniciar la asistencia ventricular (AAs)

- Transcurridos 30 minutos de la asistencia parcial (AP 30rsquo)

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

104

326- Meacutetodo del estudio de la respuesta inflamatoria

La sangre se obtiene de la arteria femoral derecha del animal en un

volumen aproximado de 10 mL por muestra que se recogen en dos tubos con

aacutecido etilendiaminotetraaceacutetico (EDTA) como anticoagulante

Se centrifugan a 3600 rpm durante 15 min a 4ordmC y el sobrenadante se

aliacutecuota en tubos eppendorf de 15 mL Se conservan a -80ordmC hasta su

procesamiento

1 Cuantificacioacuten de HSPA1A (Hsp72Hsp70)

Se cuantificoacute HSPA1A en muestras de plasma diluidas 15 mediante el

kit de ELISA EKS-715 siguiendo las instrucciones del fabricante El test EKS-

715 reconoce la HSPA1A recombinante y la forma nativa en plasma y suero y

no tiene reactividad cruzada con HSPA8 (Hsp70 constitutiva)

Se prepara una curva de calibracioacuten con 6 puntos partiendo de un

estaacutendar de [Hsp70] = 10 microgmL obteniendo un intervalo de 125 -020 ngmL

asiacute como un blanco de reaccioacuten Se pipetean por duplicado 100 microl de los

estaacutendares y las muestras de plasma (diluidas 15) La Hsp70 circulante se une

al anticuerpo monoclonal formando un complejo que queda fijado a la

microplaca La adicioacuten de anticuerpos policlonales de conejo especiacuteficos contra

estas proteiacutenas y un sustrato de tetrametilbenzidina genera un color azul de

intensidad proporcional a la cantidad de Hsp70 de cada muestra La reaccioacuten

se para antildeadiendo 2HSO4 2N La intensidad de color producido se lee a una

longitud de onda de 450 nm (referencia 540-570 nm) La concentracioacuten de

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

105

Hsp70 de las muestras expresada en ngmL se obtiene por interpolacioacuten en la

curva estaacutendar bilogariacutetmica de las absorbancias obtenidas en las muestras

desconocidas Los coeficientes de variacioacuten intra- e inter-ensayos fueron

lt10 La linealidad fue de 034-625 ngmL y la sensibilidad de 030 ngmL

2 Factor de Necrosis Tumoral alfa

EL TNF-α se cuantifica por duplicado en muestras de plasma no diluidas

mediante teacutecnica de ELISA comercial final de acuerdo con las instrucciones

del fabricante La concentracioacuten de TNFα se obtiene por interpolacioacuten sobre

curva patroacuten de regresioacuten lineal y rango de 375 pgmL-117 pgmL

La miacutenima dosis detectable de TNF-α porcino es de 28-50 pgmL con

una sensibilidad media de 37 pgmL No se ha detectado reactividad cruzada o

interferencias con otras interleuquinas porcinas

3 Complemento 3

El C3 se cuantifica en muestras de plasma porcino sin diluir mediante

teacutecnica de ELISA saacutendwich comercial utilizando el Porcine Complement 3 (C3)

ELISA Kit Para aumentar la sensibilidad del kit las muestras se incubaron en

la placa durante 20h a 4ordmC y posteriormente se siguieron las instrucciones del

fabricante La curva patroacuten se elaboroacute a partir de estaacutendares de 300 pgmL-94

pgmL

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

106

Las determinaciones de los biomarcadores de respuesta inflamatoria

anteriormente descritos se realizaron en 3 momentos del estudio

- Antes del clampaje aoacutertico (Basal)

- Antes de iniciar la asistencia ventricular (AAs)

- Transcurridos 30 minutos de la asistencia parcial (AP 30rsquo)

327- Meacutetodo del estudio del estreacutes oxidativo medicioacuten del NO

El plasma de los cerdos se diluyoacute 125 tras optimizar el desarrollo del kit

con el que se cuantificoacute Nitric Oxide ColorimetriC Assay Kit

A partir de una solucioacuten stock de 500 microM de NO y por diluciones seriadas

se elabora una curva patroacuten de entre 50 y 05 microM

El kit permite cuantificar con exactitud hasta 1pmolmicroL asymp1 microM de NO

La absorbancia final de las muestras se lee en un espectrofotoacutemetro

dotado con un filtro para una λ= 540 nm

La determinacioacuten de oacutexido niacutetrico se realizoacute en 3 momentos del estudio

- Antes del clampaje aoacutertico (Basal)

- Antes de iniciar la asistencia ventricular (AAs)

- Transcurridos 30 minutos de la asistencia parcial (AP 30rsquo)

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

107

328- Desarrollo de las experiencias

Los animales fueron asignados a uno de los 2 grupos de estudio (grupo

PROP y grupo SEVO) Una vez anestesiado el animal y colocado el dispositivo

de AMC se comenzoacute la experiencia propiamente dicha

El cateacuteter de arteria pulmonar nos permitioacute medir el gasto cardiaco

(previo al funcionamiento de la AMC) valor que nos sirvioacute como referencia del

gasto cardiaco basal que utilizamos para estimar el flujo en asistencia parcial

Para entrar en asistencia parcial ajustamos el flujo de la asistencia para

conseguir el 50 del gasto cardiaco basal El dispositivo de AMC permanecioacute

en fase de asistencia parcial durante 30 minutos Estos ajustes fueron

controlados principalmente por el sensor de flujo colocado en la caacutenula eferente

del dispositivo de AMC

Mediciones

Para estudiar el flujo de los oacuterganos se administraron microesferas de

colores en 3 momentos de la experiencia

- Antes del clampaje aoacutertico (Basal)

- Antes de iniciar la asistencia ventricular (AAs)

- Transcurridos 30 minutos de la asistencia parcial (AP 30rsquo)

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

108

Se realizaron en los 3 momentos del estudio anteriormente descritos

1 Estudios hemodinaacutemicos

2 Gasometriacuteas arteriales

3 Determinaciones hematoloacutegicas

4 Determinaciones de marcadores de dantildeo tisular

5 Determinaciones de biomarcadores de respuesta inflamatoria

6 Determinaciones de oacutexido niacutetrico

Finalizado el estudio el animal fue sacrificado con cloruro potaacutesico y se

obtuvieron biopsias del cerebro (loacutebulo frontal derecho e izquierdo) ventriacuteculo

izquierdo (endocardio y epicardio) ventriacuteculo derecho hiacutegado (loacutebulo

izquierdo) pulmoacuten (loacutebulo medio del pulmoacuten derecho) rintildeoacuten (polo inferior de

ambos rintildeones) e intestino delgado (iacuteleon terminal) para la realizacioacuten del

estudio del flujo sanguiacuteneo tisular

329- Meacutetodo estadiacutestico

Como se ha indicado en apartados anteriores la hipoacutetesis del estudio se

centra en la demostracioacuten objetiva de la superioridad de un protocolo

anesteacutesico (sevoflurano) en el flujo de los oacuterganos en los dispositivos de AMC

Por lo tanto el objetivo principal del estudio desde un punto de vista numeacuterico

se centra en la demostracioacuten de un aumento significativo en el valor medio de

los paraacutemetros que nos informan sobre la existencia de dicha superioridad

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

109

(medicioacuten del flujo de los oacuterganos mediante la teacutecnica de microesferas de

colores)

Tamantildeo muestral

Teniendo en cuenta la variable principal de estudio flujo de los oacuterganos

hemos calculado el tamantildeo muestral con el programa GRANMO

El tamantildeo muestral se ha prefijado en funcioacuten de otros estudios similares

59 Con 5 cerdos en cada grupo se obtiene una potencia del 90 para detectar

diferencias entre las medias de PROPOFOL y SEVOFLURANO de 50 o

maacutes Se asume un riesgo alfa del 5 y una desviacioacuten tiacutepica de 25

Este tamantildeo muestral ha permitido detectar como estadiacutesticamente

significativas la mayoriacutea de las comparaciones realizadas entre los 2 grupos en

el flujo de los diferentes oacuterganos

Estadiacutestica descriptiva

Para las variables cuantitativas continuas se calculoacute la media como

medida de tendencia central y el error estaacutendar de la media (SEM) como

medida de dispersioacuten

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

110

Estadiacutestica Inferencial

En el caso de las variables continuas en primer lugar se analizoacute si la

variable seguiacutea una distribucioacuten normal (Kolmogorov-Smirnov) En caso de

asumir normalidad se aplicoacute la t de Student para muestras independientes

Significacioacuten estadiacutestica P lt 005

Todos los datos obtenidos fueron introducidos y analizados con el

paquete estadiacutestico SPSS 200 para Windows (IBM Corp Armonk New York

USA) y S-PLUS 61

111

4- RESULTADOS

Resultados 13 13

112

Distribucioacuten de la edad peso y talla en los dos grupos experimentales

Los dos grupos de estudio el grupo sevoflurano y el grupo propofol no

mostraron diferencias significativas en la edad peso y talla de los animales

(Tabla 1)

Tabla 1 Distribucioacuten de la edad peso y talla en los dos grupos

experimentales grupo Propofol y grupo Sevoflurano

PROPOFOL (n = 5)

SEVOFLURANO (n = 5)

p

Edad (diacuteas) 126 plusmn 10 143 plusmn 7

028

Peso (Kg) 25 plusmn 3 34 plusmn 1

0052

Talla (cm) 87 plusmn 1 97 plusmn 2

007

Los valores se expresan en media plusmn SEM (error estaacutendar de la media) n = nuacutemero de cerdos

Resultados 13 13

113

41 Efecto de los anesteacutesicos sobre las variables hemodinaacutemicas

Para estudiar el comportamiento hemodinaacutemico en los dos grupos

propofol y sevoflurano se han obtenido las mediciones realizadas con el

electrocardiograma el cateacuteter de presioacuten arterial invasiva (insertado en la

arteria femoral) y el cateacuteter de arteria pulmonar (cateacuteter de Swan-Ganz)

Se han comparado las mediciones realizadas en los dos grupos en los 3

tiempos estudiados antes de realizar el clampaje (Basal) antes de iniciar la

asistencia (AAs) y tras 30 minutos de asistencia parcial (AP 30acute)

No se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas entre

los dos grupos en ninguno de los 3 tiempos estudiados en la frecuencia

cardiaca en la presioacuten arterial sisteacutemica (sistoacutelica diastoacutelica y media) en la

presioacuten de la arteria pulmonar (sistoacutelica diastoacutelica y media) en la presioacuten

venosa central ni en la presioacuten capilar pulmonar (tabla 2)

Resultados 13 13

114

Tabla 2 Variables Hemodinaacutemicas I mediciones antes del clampaje

(Basal) antes de la asistencia (AAs) y tras 30 minutos de asistencia

parcial (AP 30acute) en el grupo Propofol y en el grupo Sevoflurano

PROPOFOL (n = 5)

SEVOFLURANO (n = 5)

p

FC (latidosmin) Basal AAs AP 30ʹprime

107 plusmn 4 95 plusmn 4 101 plusmn 6

96 plusmn 9 89 plusmn 9 101 plusmn 6

0289 0546 0964

PAS (mmHg) Basal AAs AP 30ʹprime

109 plusmn 5 100 plusmn 3 85 plusmn 11

97 plusmn 6 105 plusmn 6 103 plusmn 8

0203 0632 0227

PAD (mmHg) Basal AAs AP 30ʹprime

63 plusmn 4 52 plusmn 3 53 plusmn 6

56 plusmn 7 50 plusmn 4 59 plusmn 6

0435 0677 0530

PAm (mmHg) Basal AAs AP 30ʹprime

80 plusmn 5 70 plusmn 3 65 plusmn 8

70 plusmn 7 65 plusmn 5 74 plusmn 7

0260 0384 0404

PAPS (mmHg) Basal AAs AP 30ʹprime

24 plusmn 2

29 plusmn 3 34 plusmn 2

30 plusmn 2

31 plusmn 2 40 plusmn 3

0066

0632 0081

PAPD (mmHg) Basal AAs AP 30ʹprime

17 plusmn 2 18 plusmn 1 20 plusmn 2

20 plusmn 1 18 plusmn 1 26 plusmn 3

0105 0543 0145

PAPm (mmHg) Basal AAs AP 30ʹprime

19 plusmn 2 23 plusmn 2 27 plusmn 1

24 plusmn 1 25 plusmn 2 33 plusmn 3

0064 0506 0083

PVC (mmHg) Basal AAs AP 30ʹprime

13 plusmn 2 15 plusmn 1 14 plusmn 3

17 plusmn 1 15 plusmn 1 16 plusmn 2

0189 0856 0584

PCP (mmHg) Basal AAs AP 30ʹprime

16 plusmn 1 18 plusmn 1

15 plusmn 05

20 plusmn 1 18 plusmn 1 19 plusmn 1

0056 0471 0052

FC frecuencia cardiaca PAS presioacuten arterial sistoacutelica PAD presioacuten arterial diastoacutelica PAm presioacuten arterial media PAPS presioacuten arterial pulmonar sistoacutelica PAPD presioacuten arterial pulmonar diastoacutelica PAPm presioacuten arterial pulmonar media PVC presioacuten venosa central PCP presioacuten capilar pulmonar Los valores se expresan como media plusmn SEM n = nuacutemero de cerdos

Resultados 13 13

115

La saturacioacuten venosa mixta el gasto cardiaco el iacutendice cardiaco el

volumen sistoacutelico y el iacutendice de volumen sistoacutelico fueron similares en ambos

grupos (propofol y sevoflurano) en los 3 momentos de estudio (Tabla 3)

Tampoco se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas en el

flujo administrado por la asistencia (propofol vs sevoflurano 095plusmn009 vs

1plusmn009 p=0639)

Tabla 3 Variables Hemodinaacutemicas II mediciones antes del clampaje

(Basal) antes de la asistencia (AAs) y tras 30 minutos de asistencia

parcial (AP 30acute) en el grupo Propofol y en el grupo Sevoflurano

PROPOFOL (n = 5)

SEVOFLURANO (n = 5)

p

SvO2 () Basal AAs AP 30ʹprime

82 plusmn 4 77 plusmn 4

82 plusmn 1

81 plusmn 3 82 plusmn 3 89 plusmn 3

0837 0429 0150

GC (lmin) Basal AAs AP 30ʹprime

26 plusmn 03 24 plusmn 03 25 plusmn 04

31 plusmn 05 3 plusmn 03

31 plusmn 04

0373 0185 0347

Ic(lminm2) Basal AAs AP 30ʹprime

36 plusmn 04 33 plusmn 05 36 plusmn 07

34 plusmn 05 34 plusmn 03 35 plusmn 04

0766 0921 0825

VS (ml) Basal AAs AP 30ʹprime

24 plusmn 2 25 plusmn 4 26 plusmn 5

34 plusmn 6 35 plusmn 6 31 plusmn 5

0133

0168 0469

IVS (mlm2) Basal AAs AP 30ʹprime

33 plusmn 3 35 plusmn 5 37 plusmn 8

37 plusmn 6 40 plusmn 6 36 plusmn 6

0537 0521 0878

SvO2saturacioacuten de oxiacutegeno venosa mixta GC gasto cardiaco IC iacutendice cardiaco VS volumen sistoacutelico IVS iacutendice de volumen sistoacutelico Los valores se expresan como media plusmn error tiacutepico de la media n = nuacutemero de cerdos

Resultados 13 13

116

Las resistencias vasculares sisteacutemicas las resistencias vasculares

pulmonares y ambos iacutendices de resistencias vasculares sisteacutemicas y

pulmonares fueron similares en ambos grupos (propofol y sevoflurano) en los 3

momentos de estudio Tampoco se han encontrado diferencias

estadiacutesticamente significativas en la temperatura (tabla 4)

Tabla 4 Variables Hemodinaacutemicas III mediciones antes del clampaje

(Basal) antes de la asistencia (AAs) y tras 30 minutos de asistencia

parcial (AP 30acute) en el grupo Propofol y en el grupo Sevoflurano Se han

reflejado las mediciones de la temperatura en los diferentes tiempos en

los dos grupos

PROPOFOL (n = 5)

SEVOFLURANO (n = 5)

p

RVS (dinsegcm5) Basal AAs AP 30ʹprime

2270 plusmn 299 2213 plusmn 379 1526 plusmn 195

1971 plusmn 991 1488 plusmn 162 1633 plusmn 308

0796 0183 0792

RVP (dinsegcm5) Basal AAs AP 30ʹprime

118 plusmn 16

246 plusmn 103 323 plusmn 56

139 plusmn 34 175 plusmn 31 376 plusmn 86

0921 0528 0637

IRVS (dinsegcm5m2) Basal AAs AP 30ʹprime

1641 plusmn 203 1583 plusmn 199 1128 plusmn 173

1701 plusmn 756 1368 plusmn 143 1433 plusmn 234

0945

0450 0351

IRVP (dinsegcm5m2) Basal AAs AP 30ʹprime

118 plusmn 16 171 plusmn 65 217 plusmn 37

139 plusmn 34 159 plusmn 32 339 plusmn 85

0587 0877 0269

Tordf (ordmC) Basal AAs AP 30ʹprime

363 plusmn 03 351 plusmn 02

339 plusmn 04

367 plusmn 02 359 plusmn 03

346 plusmn 04

0587

0080 0332

RVS resistencias vasculares sisteacutemicas RVP resistencias vasculares pulmonares IRVS iacutendice de resistencias vasculares sisteacutemicas IRVP iacutendice de resistencias vasculares pulmonares Tordf temperatura Los valores se expresan como media plusmn SEM n = nuacutemero de cerdos

Resultados 13 13

117

42 Efecto de los anesteacutesicos sobre las variables de la gasometriacutea arterial

y hematoloacutegicas

421 Variables de la gasometriacutea arterial

No se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas en la

oxigenacioacuten arterial los valores arteriales de pH bicarbonato y de PaCO2 entre

los dos grupos (propofol vs sevoflurano) en ninguno de los tres tiempos

estudiados (tabla 5)

Tabla 5 Variables de la gasometriacutea arterial mediciones antes del

clampaje (Basal) antes de la asistencia (AAs) y tras 30 minutos de

asistencia parcial (AP 30acute) en el grupo Propofol y en el grupo Sevoflurano

PROPOFOL (n = 5)

SEVOFLURANO (n = 5)

p

pH Basal AAs AP 30ʹprime

749 plusmn 003 740 plusmn 003 735 plusmn 003

749 plusmn 002 745 plusmn 002 737 plusmn 002

0957 0314 0583

PaO2 (mmHg) Basal AAs AP 30ʹprime

513 plusmn 27 503 plusmn 24 492 plusmn 43

407 plusmn 64 425 plusmn 42 483 plusmn 25

0182 0147 0867

PaCO2 (mmHg) Basal AAs AP 30ʹprime

34 plusmn 3 35 plusmn 2 38 plusmn 3

37 plusmn 3 38 plusmn 2 42 plusmn 3

0501 0428 0322

HCO3- (mEqL)

Basal AAs AP 30ʹprime

26 plusmn 1 22 plusmn 1 21 plusmn 1

28 plusmn 1 26 plusmn 1 24 plusmn 1

0195 0073 0052

PaO2 presioacuten arterial de oxiacutegeno PaCO2 presioacuten arterial de dioacutexido de carbono HCO3- bicarbonato Los valores se expresan como media plusmn SEM n = nuacutemero de cerdos

Resultados 13 13

118

422 Variables hematoloacutegicas

No se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas en la

glucemia en la hemoglobina en el hematocrito y en el recuento de hematiacutees y

plaquetas entre los dos grupos (propofol y sevoflurano) en ninguno de los tres

tiempos estudiados (tabla 6)

Tabla 6 Variables hematoloacutegicas mediciones antes del clampaje (Basal)

antes de la asistencia (AAs) y tras 30 minutos de asistencia parcial (AP

30acute) en el grupo Propofol y en el grupo Sevoflurano

PROPOFOL (n = 5)

SEVOFLURANO (n = 5)

p

Glucemia (mgdL) Basal AAs AP 30ʹprime

71 plusmn 5 67 plusmn 4

146 plusmn 71

68 plusmn 5 77 plusmn 12

71 plusmn 14

0635 0477

0377 Hb (gdL) Basal AAs AP 30ʹprime

74 plusmn 06 7 plusmn 01

8 plusmn 05

88 plusmn 05 74 plusmn 04

83 plusmn 07

0144 0337

0730 Hcto () Basal AAs AP 30ʹprime

207plusmn 18 197 plusmn 03 225 plusmn 14

257 plusmn 16 219 plusmn 12 245 plusmn 20

0079 0148 0452

Hematiacutees (10E6microLplusmn10E3) Basal AAs AP 30ʹprime

410 plusmn 322 367 plusmn 182

410 plusmn 468

495 plusmn 269 465 plusmn 389

525 plusmn 437

0079 0053

0110 Plaquetas (10E3microL) Basal AAs AP 30ʹprime

369 plusmn 49 331plusmn 50

447 plusmn 92

359 plusmn 67 340 plusmn 60

243 plusmn 42

0910 0911

0096 Hb hemoglobina Hcto hematocrito Los valores se expresan como media plusmn SEM n = nuacutemero de cerdos

Resultados 13 13

119

43 Efecto de los anesteacutesicos sobre las variables bioquiacutemicas

marcadores de dantildeo tisular

No se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas en los

marcadores de dantildeo tisular (AST ALT bilirrubina GGT FA LDH Creatinina y

aacutecido laacutectico) entre los dos grupos (propofol vs sevoflurano) en el momento

antes del clampaje aoacutertico (Basal) excepto en la urea basal en el grupo

sevoflurano que fue significativamente maacutes baja (tabla 7)

No se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas en los

marcadores de dantildeo tisular (AST ALT bilirrubina GGT FA LDH Creatinina

urea y aacutecido laacutectico) entre los dos grupos (propofol y sevoflurano) en el

momento antes de iniciar la asistencia (AAs) (tabla 7)

No se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas en los

marcadores de dantildeo tisular (AST GGT FA LDH creatinina urea y aacutecido

laacutectico) entre los dos grupos (propofol y sevoflurano) en el momento tras 30

minutos en asistencia parcial (AP 30acute) Sin embargo siacute se encontroacute una

disminucioacuten estadiacutesticamente significativa en los marcadores ALT y bilirrubina

en el grupo sevoflurano respecto al grupo propofol en el momento tras 30

minutos en asistencia parcial (AP 30acute) (tabla 7)

Resultados 13 13

120

Tabla 7 Variables bioquiacutemicas de marcadores de dantildeo tisular

mediciones antes del clampaje (Basal) antes de la asistencia (AAs) y tras

30 minutos de asistencia parcial (AP 30acute) en el grupo Propofol y en el

grupo Sevoflurano

PROPOFOL (n = 5)

SEVOFLURANO (n = 5)

p

ALT (UL) Basal AAs AP 30ʹprime

33 plusmn 2 29 plusmn 2 29 plusmn 2

26 plusmn 1 25 plusmn 2 23 plusmn 2

0054 0221 0048

AST (UL) Basal AAs AP 30ʹprime

35 plusmn 3

50 plusmn 10 94 plusmn 46

32 plusmn 5 35 plusmn 3 44 plusmn 3

0667 0116 0358

Bilirrubina (mg(dL) Basal AAs AP 30ʹprime

032 plusmn 010 025 plusmn 006 024 plusmn 002

018 plusmn 005 013 plusmn 002

012 plusmn 004

0273 0081 0028

GGT (UL) Basal AAs AP 30ʹprime

50 plusmn 6

63 plusmn 12 62 plusmn 22

43 plusmn 5 55 plusmn 8 47 plusmn 8

0398 0584 0496

FA (UL) Basal AAs AP 30ʹprime

95 plusmn 7 82 plusmn 8

89 plusmn 12

76 plusmn 6 72 plusmn 8 79 plusmn 7

0073 0428 0507

LDH (UL) Basal AAs AP 30ʹprime

395 plusmn 43 330 plusmn 19 374 plusmn 18

401 plusmn 41 331 plusmn 13 347 plusmn 27

0915 0943 0420

Creatinina (mgdL) Basal AAs AP 30ʹprime

051 plusmn 002 044 plusmn 003 045 plusmn 003

059 plusmn 003 057 plusmn 006 047 plusmn 003

0059 0085 0596

Urea (mgdL) Basal AAs AP 30ʹprime

282 plusmn 15 272 plusmn 22 282 plusmn 26

228 plusmn 11

222 plusmn 09 222 plusmn 12

0024 0059 0053

Aacutecido Laacutectico (mmolL) Basal AAs AP 30ʹprime

11 plusmn 01 15 plusmn 05 15 plusmn 03

1 plusmn 01 11 plusmn 02 12 plusmn 02

0550 0453 0434

ALT alanina aminotransferasa AST aspartato aminotransferasa GGT gamma-glutamil-transpeptidasa FA fosfatasa alcalina LDH lactato deshidrogenasa Los valores se expresan en media plusmn SEM ple005 vs sevoflurano (AP 30 min) n = nuacutemero de cerdos

Resultados 13 13

121

44 Efecto de los anesteacutesicos sobre la respuesta inflamatoria y estreacutes

oxidativo

No se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas en las

proteiacutenas de choque teacutermico (Hsp70) C3a TNFα y NO entre los dos grupos

(propofol y sevoflurano) en ninguno de los tres tiempos estudiados (tabla 8)

Tabla 8 Variables de la respuesta inflamatoria mediciones antes del

clampaje (Basal) antes de la asistencia (AAs) y tras 30 minutos de

asistencia parcial (AP 30acute) en el grupo Propofol y en el grupo Sevoflurano

PROPOFOL

(n = 5) SEVOFLURANO

(n = 5) p

Hsp70 (ngml) Basal AAs AP 30ʹprime

512 plusmn 111 568 plusmn 149 510 plusmn 087

408 plusmn 027 455 plusmn 048 398 plusmn 012

0386 0489 0268

C3a (ngml) Basal AAs AP 30ʹprime

2235 plusmn 475 1892 plusmn 329 1846 plusmn 312

1311 plusmn 410 1326 plusmn 377 141 plusmn 485

0191 0301 0479

TNFα (pgml) Basal AAs AP 30ʹprime

4270 plusmn 824 2916 plusmn 092

150345 plusmn 1512

3356 plusmn 1670 3468 plusmn 1068

147154 plusmn 3253

0615 0566 0372

ON (microM) Basal AAs AP 30ʹprime

61006 plusmn 3396 41812 plusmn 6644

28081 plusmn 12108

73261 plusmn 12993 69127 plusmn 1181 47865 plusmn 5020

0514 0143 0325

Hsp70 proteiacutena de choque teacutermico de 70000 daltons C3a complemento C3 activado TNF factor de necrosis tumoral ON oacutexido niacutetrico Los valores se expresan en media plusmn SEM (error estaacutendar de la media) n = nuacutemero de cerdos

Resultados 13 13

122

45 Efectos de los anesteacutesicos sobre las microesferas

No se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas en el

flujo sanguiacuteneo cerebral entre los dos grupos (propofol vs sevoflurano) antes

del inicio de la asistencia (tabla 9 fig 15)

Sin embargo siacute se ha encontrado un aumento del flujo sanguiacuteneo

cerebral estadiacutesticamente significativo tras 30 minutos de asistencia parcial en

ambos hemisferios cerebrales en el grupo sevoflurano respecto al grupo

propofol (tabla 9 fig15)

Tabla 9 Microesferas en ambos hemisferios cerebrales antes de la

asistencia (AAs) y tras 30 minutos de asistencia parcial (AP 30acute) en el

grupo Propofol y en el grupo Sevoflurano

PROPOFOL (n = 5)

SEVOFLURANO (n = 5)

p

LOacuteBULO FRONTAL DERECHO () AAs AP 30ʹprime

112 plusmn 7 91 plusmn 11

132 plusmn 10 171 plusmn 19

0152 0008

LOacuteBULO FRONTAL IZQUIERDO () AAs AP 30ʹprime

105 plusmn 5 95 plusmn 9

128 plusmn 10 176 plusmn 25

0109 0048

Los valores se expresan en media plusmn SEM ple005 vs sevoflurano (AP 30 min) ple001 vs sevoflurano (AP 30 min) n = nuacutemero de cerdos

Resultados 13 13

123

Figura 15 Flujo sanguiacuteneo cerebral en ambos loacutebulos frontales en los grupos

Sevoflurano (S) y Propofol (P) antes de asistencia (AAs) y a los 30 minutos de

la asistencia parcial (AP 30min) loacutebulo derecho (A) y loacutebulo izquierdo (B) Los

valores se expresan como media plusmn SEM ple005 vs sevoflurano (AP 30 min)

ple001 vs sevoflurano (AP 30acute)

Resultados 13 13

124

No se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas en el

flujo sanguiacuteneo en el ventriacuteculo derecho entre los dos grupos (propofol vs

sevoflurano) antes del inicio de la asistencia (tabla 10 fig 16A) Sin embargo

siacute se ha encontrado un aumento del flujo sanguiacuteneo estadiacutesticamente

significativo tras 30 minutos de asistencia parcial en el ventriacuteculo derecho (tabla

10 fig16A)

No se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas en el

flujo sanguiacuteneo en el pulmoacuten entre los dos grupos (propofol vs sevoflurano)

antes del inicio de la asistencia ni tras 30 minutos de asistencia parcial (tabla

10 fig 16B)

Tabla 10 Microesferas en el ventriacuteculo derecho y pulmoacuten antes de la

asistencia (AAs) y tras 30 minutos de asistencia parcial (AP 30acute) en el

grupo Propofol y en el grupo Sevoflurano

PROPOFOL (n = 5)

SEVOFLURANO (n = 5)

p

VENTRICULO DERECHO () AAs AP 30ʹprime

152 plusmn 25 53 plusmn 4

147 plusmn 12 123 plusmn 10

0849 lt0001

PULMOacuteN () AAs AP 30ʹprime

110 plusmn 9 76 plusmn 13

160 plusmn 43 138 plusmn 41

0319 0198

Los valores se expresan en media plusmn SEM ple0001 vs sevoflurano (AP 30 min) n = nuacutemero de cerdos

Resultados 13 13

125

Figura 16 Flujo sanguiacuteneo en el ventriacuteculo derecho (A) y en el pulmoacuten (B) en

los grupos Sevoflurano (S) y Propofol (P) antes de asistencia (AAs) y a los 30

minutos de la asistencia parcial (AP 30acute) Los valores se expresan como media

plusmn SEM ple0001 vs sevoflurano (AP 30acute)

Resultados 13 13

126

No se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas en el

flujo sanguiacuteneo en el ventriacuteculo izquierdo entre los dos grupos (propofol y

sevoflurano) antes del inicio de la asistencia (tabla 11 fig 17) Sin embargo siacute

se ha encontrado un aumento del flujo sanguiacuteneo en el ventriacuteculo izquierdo

estadiacutesticamente significativo tras 30 minutos de asistencia parcial en el grupo

sevoflurano respecto al grupo propofol epicardio (tabla 11 fig 17A) y

endocardio (tabla 11 fig17B)

Tabla 11 Microesferas en el ventriacuteculo izquierdo antes de la asistencia

(AAs) y tras 30 minutos de asistencia parcial (AP 30acute) en el grupo

Propofol y en el grupo Sevoflurano

PROPOFOL (n = 5)

SEVOFLURANO (n = 5)

p

EPICARDIO VI () AAs AP 30ʹprime

148 plusmn 19

50 plusmn 7

130 plusmn 6

123 plusmn 13

0432 0002

ENDOCARDIO VI () AAs AP 30ʹprime

133 plusmn 17 50 plusmn 5

144 plusmn 8

115 plusmn 11

0592 0001

VI ventriacuteculo izquierdo Los valores se expresan en media plusmn SEM ple001 vs sevoflurano (AP 30 min) ple0001 vs sevoflurano (AP 30 min) n = nuacutemero de cerdos

Resultados 13 13

127

Figura 17 Flujo sanguiacuteneo en el ventriacuteculo izquierdo en los grupos Sevoflurano

(S) y Propofol (P) antes de asistencia (AAs) y a los 30 minutos de la asistencia

parcial (AP 30acute) epicardio (A) y endocardio (B) Los valores se expresan como

media plusmn SEM ple001 vs sevoflurano (AP 30acute) ple0001 vs sevoflurano (AP

30acute)

Resultados 13 13

128

No se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas en el

flujo sanguiacuteneo en ambos rintildeones (tabla 12 fig 18) entre los dos grupos

(propofol y sevoflurano) antes del inicio de la asistencia Tampoco se han

encontrado diferencias significativas en el flujo en el rintildeoacuten tras 30 minutos de

asistencia parcial rintildeoacuten derecho (tabla 12 fig 18A) rintildeoacuten izquierdo (tabla 12

fig 18B)

Tabla 12 Microesferas en el rintildeoacuten antes de la asistencia (AAs) y tras 30

minutos de asistencia parcial (AP 30acute) en el grupo Propofol y en el grupo

Sevoflurano

PROPOFOL (n = 5)

SEVOFLURANO (n = 5)

p

RINtildeOacuteN IZQUIERDO () AAs AP 30ʹprime

114 plusmn 16 64 plusmn 12

114 plusmn 6 95 plusmn 7

0983 0067

RINtildeOacuteN DERECHO () AAs AP 30ʹprime

112 plusmn 14 67 plusmn 13

113 plusmn 4 94 plusmn 7

0960 0124

Los valores se expresan en media plusmn SEM n = nuacutemero de cerdos

Resultados 13 13

129

Figura 18 Flujo sanguiacuteneo en el rintildeoacuten en los grupos Sevoflurano (S) y Propofol

(P) antes de asistencia (AAs) y a los 30 minutos de la asistencia parcial (AP

30acute) rintildeoacuten derecho (A) y rintildeoacuten izquierdo (B) Los valores se expresan como

media plusmn SEM

Resultados 13 13

130

No se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas en el

flujo sanguiacuteneo en el hiacutegado entre los dos grupos (propofol vs sevoflurano)

antes del inicio de la asistencia (tabla 13 fig 19A) Sin embargo siacute se ha

encontrado un aumento del flujo sanguiacuteneo estadiacutesticamente significativo en el

grupo sevoflurano tras 30 minutos de asistencia parcial en el hiacutegado (tabla 13

fig 19A)

No se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas en el

flujo sanguiacuteneo en el intestino entre los dos grupos (propofol vs sevoflurano)

antes del inicio de la asistencia ni tras 30 minutos de asistencia parcial (tabla

13 fig 19B)

Tabla 13 Microesferas en el hiacutegado y en el intestino antes de la asistencia

(AAs) y tras 30 minutos de asistencia parcial (AP 30acute) en el grupo

Propofol y en el grupo Sevoflurano

PROPOFOL (n = 5)

SEVOFLURANO (n = 5)

p

HIacuteGADO () AAs AP 30ʹprime

107 plusmn 4

73 plusmn 4

117 plusmn 13

136 plusmn 15

0462 0004

INTESTINO () AAs AP 30ʹprime

99 plusmn 3 98 plusmn 7

129 plusmn 14 176 plusmn 43

0098 0121

Los valores se expresan en media plusmn SEM ple001 vs sevoflurano (AP 30 min) n = nuacutemero de cerdos

Resultados 13 13

131

Figura 19 Flujo sanguiacuteneo en el hiacutegado (A) y en el intestino (B) en los grupos

Sevoflurano (S) y Propofol (P) antes de asistencia (AAs) y a los 30 minutos de

la asistencia parcial (AP 30acute) Los valores se expresan como media plusmn SEM

ple001 vs sevoflurano (AP 30acute)

132

5- DISCUSIOacuteN

13 Discusioacuten13

13 13 13

133

El objetivo de este proyecto es estudiar el efecto del sevoflurano y

propofol en el flujo de los oacuterganos en un dispositivo de AMC de flujo continuo

en un modelo porcino

En un proyecto anterior realizado en nuestro laboratorio al estudiar el

flujo sanguiacuteneo cerebral en diferentes dispositivos de AMC observamos que el

dispositivo de AMC con caacutemara de complianza mostraba un aumento del flujo

cerebral con respecto al dispositivo centriacutefugo Biomeacutedicus y al dispositivo

pulsaacutetil Berlin Heart 198 Estos resultados muestran la importancia en la eleccioacuten

del dispositivo de AMC en lo referente al flujo sanguiacuteneo cerebral Sin embargo

auacuten no se ha estudiado en profundidad la importancia de la optimizacioacuten de los

faacutermacos anesteacutesicos (propofol y sevoflurano) en los dispositivos de AMC en

lo referente al flujo sanguiacuteneo de los oacuterganos En el proyecto que nos ocupa

hemos convertido este problema en el objeto de estudio y hemos empleado el

mismo modelo experimental en cerdos (portadores de un dispositivo centriacutefugo

Biomeacutedicus)

La prevalencia de la insuficiencia cardiacuteaca avanzada ha aumentado en

los uacuteltimos antildeos y los dispositivos de AMC son una opcioacuten en el tratamiento

del paciente con insuficiencia cardiacuteaca terminal 204 La anestesia y el manejo

perioperatorio de los pacientes portadores de AMC requiere una extensa

monitorizacioacuten un manejo anesteacutesico adecuado con faacutermacos apropiados y

los cuidados postoperatorios de expertos 205 206 debido a las complicaciones

asociadas al uso de estos dispositivos (fallo orgaacutenico insuficiencia ventricular

derecha disfuncioacuten neuroloacutegica y arritmias) 207 208

13 Discusioacuten13

13 13 13

134

El objetivo de la AMC es mantener una adecuada perfusioacuten de los

oacuterganos 209 cuando el corazoacuten nativo no es eficaz en pacientes con

insuficiencia cardiaca terminal o en espera de un trasplante cardiaco En este

trabajo hemos tratado de dilucidar la importancia de la optimizacioacuten de los

faacutermacos anesteacutesicos (propofol versus sevoflurano) en los dispositivos de

AMC y proponer el protocolo maacutes oacuteptimo en cuanto al flujo de los oacuterganos la

respuesta inflamatoria y el estreacutes oxidativo Consideramos necesario este

estudio ya que en la praacutectica cliacutenica habitual las cirugiacuteas en las que se lleva a

cabo el implante de los dispositivos de AMC el mantenimiento anesteacutesico se

realiza con estos faacutermacos (sevoflurano propofol) y posteriormente los

pacientes pueden permanecer sedados en las unidades de cuidados

especiales a la espera de un corazoacuten o a la espera de la recuperacioacuten del

ventriacuteculo nativo 205 210-214 Estos pacientes tambieacuten pueden permanecer

sedados y necesitar ventilacioacuten mecaacutenica controlada durante largos periodos

en las unidades de cuidados especiales debido a la alta incidencia de las

complicaciones asociadas a estos dispositivos (sangrado que requiere

reintervencioacuten quiruacutergica 31 taponamiento cardiaco 28 arritmias 30-60

infeccioacuten 42 fallo del ventriacuteculo derecho 108 insuficiencia respiratoria 20-

30 complicaciones neuroloacutegicas 2-40 insuficiencia renal 3-28 e

insuficiencia hepaacutetica 2-8) 211 215 No olvidemos que el incremento en la

colocacioacuten de los dispositivos de AMC observado en los uacuteltimos antildeos va unido

al aumento de las intervenciones quiruacutergicas no cardiacas en estos pacientes

Stehlik y cols 216 muestran en su estudio de 155 pacientes con AMC la

necesidad de cirugiacutea no cardiaca en 59 pacientes Brown y cols 217 de 142

pacientes 27 y Chestovich y cols 218 de 363 pacientes 64 fueron sometidos a

13 Discusioacuten13

13 13 13

135

procedimientos no cardiacos Estos datos muestran que tanto la anestesia

general como la sedacioacuten son necesarias en los pacientes con AMC que

requieren una intervencioacuten quiruacutergica no cardiaca (realizacioacuten de

procedimientos diagnoacutesticos como endoscopias hemicolectomiacutea

colecistectomiacutea microcirugiacutea lariacutengea etc) 209

En nuestro estudio no hemos encontrado diferencias en las variables

hemodinaacutemicas entre los dos grupos (sevoflurano y propofol) en AMC sin

embargo en la literatura encontramos estudios que muestran la disminucioacuten en

la PA y en la FC asociada al propofol en la induccioacuten anesteacutesica 219 El efecto

hipotensor del propofol se ha relacionado con un descenso en la RVS 220 o en

el GC 221 causado por una combinacioacuten de vasodilatacioacuten arterial y venosa 36

220 222 deterioro de los mecanismos reguladores barorreflejos 223 224 y

depresioacuten de la contractilidad miocaacuterdica 225 Aunque una inhibicioacuten del sistema

nervioso simpaacutetico podriacutea explicar todos los cambios hemodinaacutemicos inducidos

por el propofol 222 223 parece que el sistema parasimpaacutetico cardiacuteaco se inhibe

en mayor grado que el simpaacutetico durante la induccioacuten anesteacutesica con propofol

226 Ambos faacutermacos anesteacutesicos propofol y sevoflurano disminuyen la PA de

forma BIS-dependiente durante la induccioacuten anesteacutesica sin embargo la FC

parece no cambiar 226

Durante la cirugiacutea de la columna vertebral Albertin y cols 227 explican

por queacute el propofol provoca un mayor flujo de sangre pero menos sangrado

que el sevoflurano utilizando como supuesto una vasodilatacioacuten selectiva del

propofol (poscapilar vasodilatacioacuten venosa) diferente de la del sevoflurano

13 Discusioacuten13

13 13 13

136

(precapilar vasodilatacioacuten arteriolar) por lo que seriacutea de eleccioacuten el propofol

para producir hipotensioacuten durante la anestesia 227

En la literatura hemos encontrados estudios tanto en modelos animales

47 59 61 64 228 como en humanos 62 que muestran el efecto del propofol y los

anesteacutesicos volaacutetiles sobre el flujo de los oacuterganos sin embargo no hemos

podido encontrar trabajos que relacionen dicho efecto con los dispositivos de

AMC

Por otro lado la anestesia inhalatoria (sevoflurano) ha demostrado

superioridad frente a la anestesia intravenosa (propofol) en cirugiacutea

cardiovascular 60 71 229 230 sin embargo auacuten no se ha demostrado dicha

superioridad en la implantacioacuten de dispositivos de AMC

Se han realizado diferentes estudios para evaluar los efectos de los

faacutermacos anesteacutesicos sobre el metabolismo y el flujo sanguiacuteneo en el cerebro

Los resultados son sin embargo en parte contradictorios Algunos autores han

demostrado que los anesteacutesicos volaacutetiles disminuyen el flujo sanguiacuteneo

cerebral 47 61 231 mientras otros autores describen un aumento del mismo 232

233 La comparacioacuten de diversos estudios es difiacutecil debido a la variedad de

especies animales estudiadas y la falta de grupos control adecuados en

algunos estudios Ademaacutes algunos meacutetodos estaacuten restringidos uacutenicamente a

cambios globales o a ciertas aacutereas del cerebro y algunos proporcionan datos

soacutelo relativos

En nuestro trabajo el sevoflurano mostroacute un mayor flujo sanguiacuteneo

cerebral que el propofol tras la implantacioacuten de una AMC Este es el primer

13 Discusioacuten13

13 13 13

137

estudio que demuestra un efecto beneficioso del sevoflurano en comparacioacuten

con el propofol sobre el flujo sanguiacuteneo cerebral en una bomba centriacutefuga

Biomeacutedicus 540 en un modelo porcino Este aumento del flujo sanguiacuteneo

cerebral podriacutea deberse a la vasodilatacioacuten cerebral producida por los

anesteacutesicos volaacutetiles 59 234 235 no observada con el propofol 236 237 De hecho

el propofol produce vasoconstriccioacuten cerebral indirectamente al disminuir el

metabolismo cerebral 238 y disminuye la presioacuten intracraneal (PIC) en perros 236

El sevoflurano tiene un efecto vasodilatador intriacutenseco dosis-dependiente 61 232

235 sin aumentar la PIC 239 mientras que en las craneotomiacuteas la PIC es menor

en la anestesia con propofol en comparacioacuten con el uso de sevoflurano 240 La

tomografiacutea por emisioacuten de positrones confirmoacute en seres humanos que tanto el

propofol como el sevoflurano causaban una disminucioacuten del flujo sanguiacuteneo

cerebral (FSC) sin embargo esta disminucioacuten era mayor con el propofol 61 231

Otros estudios reflejan que el descenso del FSC causado por el propofol puede

estar relacionado con el metabolismo cerebral 61 237

Bungdaard y cols 232 encontraron que el sevoflurano aumenta el FSC y

disminuye la resistencia cerebrovascular (RCV) de forma dosis-dependiente

preservando la reactividad al CO2 durante 15 (07 CAM) y 25 (13 CAM) de

sevoflurano 232 Kolbitsch y cols 233 encontraron que el sevoflurano a 04 CAM

causa vasodilatacioacuten cerebral regional la resistencia cerebrovascular regional

regional (RCVr) disminuye y el volumen sanguiacuteneo cerebral regional (VSCr)

aumenta El caacutelculo del tiempo medio de traacutensito cerebral vascular regional

(rMTT o TMTr) mostroacute que el flujo FSCr aumentoacute relativamente maacutes que el

volumen VSCr indicando asiacute que el aumento observado del flujo FSCr durante

la inhalacioacuten de sevoflurano no se puede explicar soacutelo con la vasodilatacioacuten 233

13 Discusioacuten13

13 13 13

138

Las complicaciones neuroloacutegicas en los pacientes portadores de AMC

estaacuten asociadas a una alta morbilidad y mortalidad siendo su incidencia entre

el 2 y el 48 El tromboembolismo y el accidente cerebrovascular

hemorraacutegico son las complicaciones neuroloacutegicas maacutes frecuentes siendo la

isquemia cerebral por hipoperfusioacuten y el embolismo seacuteptico y aeacutereo menos

frecuentes 241 El mayor flujo sanguiacuteneo cerebral observado en nuestro estudio

con el sevoflurano podriacutea sugerir su indicacioacuten en pacientes con AMC ya que

la isquemia cerebral causada por baja perfusioacuten es una complicacioacuten

neuroloacutegica asociada a estos dispositivos

En nuestro trabajo el sevoflurano mostroacute un mayor flujo sanguiacuteneo en

el corazoacuten que el propofol tras la implantacioacuten de una AMC Este es el primer

estudio que demuestra un efecto beneficioso del sevoflurano en comparacioacuten

con el propofol sobre el flujo sanguiacuteneo en el corazoacuten en una bomba centriacutefuga

Biomeacutedicus 540 en un modelo porcino

El sevoflurano y el propofol son faacutermacos empleados en la praacutectica

cliacutenica habitual en la cirugiacutea cardiaca En la literatura encontramos trabajos que

muestran el efecto cardioprotector del sevoflurano en la cirugiacutea cardiaca en

humanos 60 229 El sevoflurano disminuye la actividad simpaacutetica y la

contractilidad miocaacuterdica en modelos animales 242 243 y sin embargo parece

tener escaso o ninguacuten efecto sobre la actividad simpaacutetica perifeacuterica en

humanos 244 y sobre el tono parasimpaacutetico cardiaco 226

13 Discusioacuten13

13 13 13

139

Los anesteacutesicos volaacutetiles han demostrado directamente o indirectamente

mejorar el precondicionamiento isqueacutemico lo que resulta en la cardioproteccioacuten

contra el infarto de miocardio y disfuncioacuten miocaacuterdica irreversible 245-249

Diferentes mecanismos estaacuten implicados en la induccioacuten del

precondicionamiento y disminucioacuten de la isquemia por reperfusioacuten del

sevoflurano viacutea caveoliacuten-3 por inhibicioacuten de la ciclooxigenasa 2 la proteiacutena

quinasa activada por AMP (adenosiacuten monofosfato) y por su efecto antioxidante

250-252

En el bypass aortocoronario tanto con circulacioacuten extracorpoacuterea como

sin ella el sevoflurano conserva la FEVI con menos evidencia de dantildeo

miocaacuterdico que el propofol 229 253 Los niveles de troponina T aumentaron en

los pacientes sometidos a cirugiacutea cardiaca con circulacioacuten extracorpoacuterea

(cirugiacutea por defecto congeacutenito cardiaco) en ambos grupos sevoflurano y

propofol 254 Sin embargo los niveles de troponina T fueron menores en el

grupo que recibioacute sevoflurano con respecto al que recibioacute propofol en cirugiacutea

coronaria sin circulacioacuten extracorpoacuterea 255 En nuestro trabajo la colocacioacuten de

la AMC se realizoacute sin circulacioacuten extracorpoacuterea por lo que los niveles de

troponina T podriacutean estar relacionados con la mejoriacutea del flujo sanguiacuteneo del

corazoacuten

El propofol tambieacuten ha demostrado cierto efecto cardioprotector en

corazones aislados de rata disminuyendo la lesioacuten por isquemia-reperfusioacuten

(mejorando la funcioacuten cardiaca y el flujo coronario) mediante un aumento de la

oacutexido niacutetrico sintasa y la produccioacuten de oacutexido niacutetrico 269 257 En nuestro trabajo

los niveles de oacutexido niacutetrico en plasma fueron similares en ambos protocolos

13 Discusioacuten13

13 13 13

140

anesteacutesicos (sevoflurano y propofol)

Es importante sentildealar que a pesar de que el propofol se utiliza en

cirugiacutea cardiaca no olvidemos que el bypass cardiopulmonar altera las

propiedades farmacocineacuteticas (altera la concentracioacuten plasmaacutetica) de este

faacutermaco debido a la hemodilucioacuten hipotensioacuten hipotermia aislamiento del

pulmoacuten de la circulacioacuten y posible secuestro del faacutermaco en el circuito de

circulacioacuten extracorpoacuterea 258 Estos cambios en la concentracioacuten plasmaacutetica del

propofol causados por el bypass cardiopulmonar podriacutean verse reflejados en su

efecto sobre los oacuterganos 259

En nuestro trabajo el sevoflurano mostroacute un mayor flujo sanguiacuteneo en

el hiacutegado que el propofol tras la implantacioacuten de una AMC Este es el primer

estudio que demuestra un efecto beneficioso del sevoflurano en comparacioacuten

con el propofol sobre el flujo sanguiacuteneo hepaacutetico en una bomba centriacutefuga

Biomeacutedicus 540 en un modelo porcino

Bernard y cols 260 describen una disminucioacuten del flujo portal con una

CAM de 12 y 2 de sevoflurano y un aumento del flujo hepaacutetico con una CAM

de 2 mientras que el gasto cardiacuteaco se redujo soacutelo a la concentracioacuten maacutes alta

(2 CAM) Estos hallazgos podriacutean estar relacionados con el aumento del flujo

sanguiacuteneo hepaacutetico encontrado en el grupo del sevoflurano en nuestro trabajo

En la literatura encontramos trabajos que muestran el efecto protector

hepaacutetico del sevoflurano en cirugiacutea cardiaca Tras la cirugiacutea de arteria coronaria

con bypass cardiopulmonar los niveles de ALT AST y LDH aumentaron de

13 Discusioacuten13

13 13 13

141

forma temporal tanto con el propofol como con el sevoflurano siendo este

aumento menor en el grupo del sevoflurano 230

La liberacioacuten de enzimas intracelulares y su deteccioacuten en muestras de

sangre circulante es un meacutetodo aceptado para detectar dantildeo tisular 229 261 262

La LDH se encuentra en el citoplasma de diversos tipos de ceacutelulas y se puede

considerar un indicador no especiacutefico de dantildeo tisular 263 AST y ALT son

marcadores de dantildeo hepaacutetico y se han correlacionado con dantildeo histoloacutegico

hepaacutetico 261 Ademaacutes la AST es un enzima intestinal de la seromucosa y se

libera durante la lesioacuten de isquemia-reperfusioacuten intestinal 262 263

En nuestro trabajo no hemos encontrado diferencias entre los dos

grupos en los valores de las transaminasas AST y GGT fosfatasa alcalina

LDH creatinina y aacutecido laacutectico Sin embargo siacute hemos encontrado un

descenso del marcador de dantildeo hepaacutetico (ALT) en el grupo del sevoflurano con

respecto al del propofol Esto podriacutea estar relacionado con el aumento del flujo

hepaacutetico encontrado en el grupo del sevoflurano

Es comuacuten la hiperbilirrubinemia en los pacientes tras de la implantacioacuten

de una AMC por disfuncioacuten endotelial del sinusoide hepaacutetico 265 o por la

congestioacuten cardiaca 266 En nuestro trabajo la bilirrubina total fue mayor en los

animales anestesiados con propofol (a los 30 minutos de asistencia parcial) con

respecto al grupo del sevoflurano Este hallazgo podriacutea estar relacionado con la

reduccioacuten del flujo sanguiacuteneo en el hiacutegado y el corazoacuten en el grupo del

propofol con respecto a los cerdos anestesiados con sevoflurano

13 Discusioacuten13

13 13 13

142

En nuestro trabajo no hemos encontrado diferencias significativas entre

los dos faacutermacos (sevoflurano y propofol) en el flujo sanguiacuteneo en el rintildeoacuten

pulmoacuten e intestino tras la implantacioacuten de una bomba centriacutefuga Biomeacutedicus

540 en un modelo porcino

La concentracioacuten plasmaacutetica de creatinina ha sido validada cliacutenicamente

como marcador de la funcioacuten renal 267y es maacutes fiable que la urea como

marcador rutinario de funcioacuten renal 268 Seguacuten estudios previos el sevoflurano

no produce aumentos en la creatinina tras la cirugiacutea electiva de la arteria

coronaria 269 ni tras cirugiacuteas no cardiacas 270-274 De hecho exposiciones a

altas concentraciones (3) de sevoflurano durante 8 horas no produjo cambios

cliacutenicamente significativos en los marcadores de disfuncioacuten renal 275 Siacute se ha

visto un aumento en la glucosuria albuminuria y proteinuria tras cirugiacuteas

centrales en comparacioacuten con cirugiacuteas en aacutereas perifeacutericas tanto con el

sevoflurano (05-15 MAC) como con el propofol disminuyendo la

concentracioacuten plasmaacutetica de urea pero sin aumentar la concentracioacuten

plasmaacutetica de creatinina 276 En nuestro estudio no hemos medido otros

marcadores como enzimas urinarias por la imposibilidad debido al protocolo (al

ser un experimento agudo el animal se sacrificoacute una vez terminado el

estudio)Tras la cirugiacutea de arteria coronaria con bypass cardiopulmonar los

niveles de creatinina no aumentaron en ninguno de los dos grupos (sevoflurano

y propofol) 230

En nuestro trabajo el sevoflurano fue superior en lo referente al flujo

cerebral cardiaco y hepaacutetico sin embargo no encontramos diferencias

13 Discusioacuten13

13 13 13

143

significativas en otros oacuterganos como son el rintildeoacuten el pulmoacuten y el intestino La

diferente respuesta del sevoflurano al flujo sanguiacuteneo de los oacuterganos podriacutea

explicarse por su efecto dependiente de la dosis 47 64 228

En nuestra institucioacuten el Hospital General Universitario Gregorio

Marantildeoacuten se ha desarrollado un programa de AMC Como hemos sentildealado

anteriormente el manejo anesteacutesico en los pacientes a los que se les implanta

un dispositivo de AMC es fundamental durante el periodo intraoperatorio y

postoperatorio Los resultados de nuestro trabajo sugieren que la eleccioacuten de

un protocolo anesteacutesico basado en la anestesia inhalatoria con sevoflurano

podriacutea ser beneficioso en estos pacientes al aumentar el flujo sanguiacuteneo

cerebral cardiaco y hepaacutetico A pesar de que el tiempo que transcurre en la

implantacioacuten de una AMC es relativamente corto el uso de anesteacutesicos

volaacutetiles en cirugiacutea cardiaca ha demostrado una disminucioacuten de las

complicaciones cardiovasculares a largo plazo asiacute como de la mortalidad 277

Tambieacuten es importante sentildealar que la administracioacuten de sevoflurano durante el

periodo intraoperatorio y postoperatorio en pacientes sometidos a cirugiacutea de

bypass aortocoronario sin circulacioacuten extracorpoacuterea mejora el efecto

cardioprotector con respecto a la administracioacuten del mismo uacutenicamente durante

el periodo intraoperatorio 255 Por uacuteltimo no olvidemos la alta incidencia de

complicaciones asociadas a los dispositivos de AMC lo que obliga al paciente

a permanecer durante largos periodos de tiempo en las unidades de cuidados

especiales sedados La sedacioacuten con sevoflurano en estas unidades es posible

13 Discusioacuten13

13 13 13

144

gracias a la existencia de unos dispositivos especiales (AnaConDa (acroacutenimo

de ldquodispositivo dispensador de anestesiardquo) 255

Nuestro grupo de investigacioacuten desarrolla desde hace varios antildeos una

liacutenea de trabajo centrada en la optimizacioacuten de los dispositivos de AMC en

modelos experimentales animales intentando mejorar los programas de

asistencia ventricular En este trabajo hemos estudiado diferentes faacutermacos

anesteacutesicos (sevoflurano y propofol) buscando una mejor perfusioacuten de los

oacuterganos en los pacientes con asistencia circulatoria Tras los resultados de esta

tesis doctoral nuestro grupo de investigacioacuten ha iniciado el estudio de la

optimizacioacuten en lo referente a la monitorizacioacuten hemodinaacutemica en los

dispositivos de AMC en un modelo experimental animal La medicioacuten del gasto

cardiaco es esencial para proporcionar un tratamiento oacuteptimo a los pacientes

en estado criacutetico que necesitan asistencia ventricular 205 Hasta el momento

actual el cateacuteter de Swan-Ganz (cateacuteter de arteria pulmonar) es el uacutenico

meacutetodo disponible para la medicioacuten del gasto cardiaco continuo sin embargo

su uso se ve limitado por su caraacutecter altamente invasivo Nuestro grupo de

investigacioacuten busca alternativas al cateacuteter de arteria pulmonar es decir una

monitorizacioacuten menos invasiva para disminuir la morbilidad y mortalidad de los

pacientes portadores de AMC Por lo que se analizaraacute la correlacioacuten en el gasto

cardiaco entre la termodilucioacuten transpulmonar (sistema PiCCO) y la

termodilucioacuten pulmonar (cateacuteter de arteria pulmonar) en los dispositivos de

AMC

13 Discusioacuten13

13 13 13

145

Al analizar nuestro trabajo experimental hemos encontrado las

siguientes limitaciones que trataremos de corregir en futuros estudios

En primer lugar la AMC estaacute disentildeada para ser utilizada en los

pacientes con insuficiencia cardiacuteaca por lo tanto nuestros resultados no

pueden ser directamente aplicables a la praacutectica cliacutenica ya que nuestro trabajo

se ha realizado con animales sanos tal como se describe en otros trabajos

publicados 160 278 Si bien se eligieron cerdos pues su sistema cardiovascular

es parecido al de los humanos 279 la limitacioacuten del corazoacuten sano deberiacutea

abordarse en un modelo animal de shock cardiogeacutenico

En segundo lugar hemos estudiado los efectos a corto plazo de los

anesteacutesicos (propofol y sevoflurano) en animales con una AMC por lo que

seriacutea importante realizar estudios que evaluacuteen si estas diferencias se

mantienen en el tiempo

En tercer lugar tanto en los modelos animales como en la praacutectica

cliacutenica los efectos de los anesteacutesicos inhalados sobre el flujo sanguiacuteneo de los

oacuterganos pueden ser dependientes de la dosis administrada 47 64 228 La

concentracioacuten de sevoflurano utilizada en nuestro trabajo fue el 2 en volumen

espirado que representa aproximadamente 1 CAM en los seres humanos

concentracioacuten utilizada en otros estudios que muestran efectos beneficiosos en

un modelo de isquemia-reperfusioacuten tras oclusioacuten de la aorta toraacutecica en cerdos

280 Seraacuten por tanto necesarios nuevos estudios para evaluar la relacioacuten dosis-

dependencia y buscar un umbral de mejora del flujo sanguiacuteneo a nivel

orgaacutenico

13 Discusioacuten13

13 13 13

146

No podemos olvidar la necesidad de los ensayos cliacutenicos aleatorizados

que confirmen en humanos los resultados obtenidos en este trabajo y que

muestren su repercusioacuten cliacutenica

147

6- CONCLUSIONES

13 Conclusiones13

13 13 13

148

1 El sevoflurano muestra con respecto al propofol un aumento significativo

del flujo sanguiacuteneo en el cerebro corazoacuten e hiacutegado en un dispositivo de AMC

de flujo continuo en un modelo porcino Sin embargo no hemos encontrado

diferencias en el flujo sanguiacuteneo del pulmoacuten rintildeoacuten e intestino

2 No hemos encontrado diferencias significativas en las variables

hemodinaacutemicas de gasometriacutea arterial y hematoloacutegicas entre los dos grupos

(sevoflurano y propofol) en un dispositivo de AMC de flujo continuo

3 No hemos encontrado diferencias significativas en los marcadores

plasmaacuteticos de dantildeo tisular entre los dos grupos (sevoflurano y propofol) en un

dispositivo de AMC de flujo continuo

4 No hemos encontrado diferencias significativas en los marcadores

plasmaacuteticos de respuesta inflamatoria y estreacutes oxidativo entre los dos grupos

(sevoflurano y propofol) en un dispositivo de AMC de flujo continuo

149

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halothane in cultured neonatal rat ventricular myocytes Anesth Analg

199887(5)1041-7

244 Ebert TJ Muzi M Lopatka CW Neurocirculatory responses to

sevoflurane in humans A comparison to desflurane Anesthesiology

199583(1)88-95

245 Cope DK Impastato WK Cohen MV Downey JM Volatile anesthetics

protect the ischemic rabbit myocardium from infarction Anesthesiology

13 Bibliografiacutea13

13 13 13

182

199786(3)699ndash709

246 Preckel B Schlack W Comfegravere T Obal D Barthel H Thaumlmer V

Effects of enflurane isoflurane sevoflurane and desflurane on

reperfusion injury after regional myocardial ischaemia in the rabbit heart

in vivo Br J Anaesth 199881(6)905-12

247 Toller WG Kersten JR Pagel PS Hettrick DA Warltier DC

Sevoflurane reduces myocardial infarct size and decreases the time

threshold for ischemic preconditioning in dogs Anesthesiology

199991(5)1437-46

248 Zaugg M Lucchinetti E Spahn DR Pasch T Schaub MC Volatile

anesthetics mimic cardiac preconditioning by priming the activation of

mitocondrial KATP channels via multiple signaling pathways

Anesthesiology 2002 97(1)4-14

249 Hanouz JL Yvon A Massetti M Lepage O Babatasi G Khayat A

Bricard H Geacuterard JL Mechanisms of desflurane-induced preconditioning

in isolated human right atria in vivo Anesthesiology 200297(1)33-41

250 Zhao J Wang F Zhang Y Jiao L Lau WB Wang L et al Sevoflurane

preconditioning attenuates myocardial ischemiareperfusion injury via

caveolin-3-dependent cyclooxygenase-2 inhibition Circulation 2013

128(11 Suppl 1)S121-9

251 Shiomi M Miyamae M Takemura G Kaneda K Inamura Y Onishi A

et al Induction of autophagy restores the loss of sevoflurane cardiac

preconditioning seen with prolonged ischemic insult Eur J Pharmacol

201472458-66

252 Zhou C Li H Yao Y Li L Delayed remote ischemic preconditioning

13 Bibliografiacutea13

13 13 13

183

produces an additive cardioprotection to sevoflurane postconditioning

through an enhanced heme oxygenase 1 level partly via nuclear factor

erythroid 2-related factor 2 nuclear translocation J Cardiovasc

Pharmacol Ther 201419(6)558-66

253 De Hert SG Cromheecke S ten Broecke PW Mertens E De Blier IG

Stockman BA et al Effects of Propofol Desflurane and Sevoflurane on

Recovery of Myocardial Function after Coronary Surgery in Elderly High-

risk Patients Anesthesiology 200399(2)314-23

254 Malagon I Hogenbirk K van Pelt J Hazekamp MG Bovill JG Effect

of three different anaesthetic agents on the postoperative production of

cardiac troponin T in paediatric cardiac surgery Br J Anaesth

200594(6)805-9

255 Guerrero Orriach JL Galaacuten Ortega M Ramirez Aliaga M Iglesias P

Rubio Navarro M Cruz Mantildeas J Prolonged sevoflurane administration in

the off-pump coronary artery bypass graft surgery beneficial effects J

Crit Care 201328(5)879e13-8

256 Ko SH Yu CW Lee SK Choe H Chung MJ Kwak YG et al Propofol

attenuates ischemia-reperfusion injury in the isolated rat heart Anesth

Analg 199785(4)719-24

257 Sun HY Xue FS Xu YC Li CW Xiong J Liao X el al Propofol

improves cardiac functional recovery after ischemia-reperfusion by up

regulating nitric oxide synthase activity in the isolated rat hearts Chin

Med J (Engl) 2009122(24)3048-54

258 Mets B The pharmacokinetics of anesthetic drugs and adjuvants

during cardiopulmonary bypassActa Anaesthesiol

13 Bibliografiacutea13

13 13 13

184

Scand200044(3)261-73

259 Barbosa RA Santos SR White PF Pereira VA Silva Filho CR

Malbouisson LM et al Effects of cardiopulmonary bypass on propofol

pharmacokinetics and bispectral index during coronary surgery Clinics

(Sao Paulo) 200964(3)215-21

260 Bernard JM Doursout MF Wouters P Hartley CJ Merin RG Chelly

JE Effects of sevoflurane and isoflurane on hepatic circulation in the

chronically instrumented dog Anesthesiology 199217(3)541-5

261 Nielsen VG Tan S Kirk KA et al Halothane and xanthine oxidase

increase hepatocellular enzyme release and circulating lactate after

ischemia-reperfusion in rabbits Anesthesiology 199787(4)908-17

262 Caglayan F Caglayan O Gunel E Elcuman Y Cakmak M Intestinal

ischemia-reperfusion and plasma enzyme levels Pediatr Surg Int

200218(4)255-7

263 Abrahacirco MS Montero EFS Junqueira VBC Giavarotti L Juliano Y

Fagundes DJ Biochemical and morphological evaluation of ischemia-

reperfusion injury in rat small bowel modulated by ischemic

preconditioning Transplant Proc 200436(4)860-2

264 Sachs SM Morton JH Schwartz SI Acute mesenteric ischemia

Surgery 198292(4)646-53

265 Yamaguchi T Sawa Y Masai T Nishimura M Chang JC Nishida T

Ohtake S Matuda H Hepatic sinusoid endothelial dysfunction plays a

role in hyperbilirubinemia in patients following implantation of an LVAD

ASAIO J 199743(5)M449-52

266 Miller LW Lietz K Candidate selection for long-term left ventricular

13 Bibliografiacutea13

13 13 13

185

assist device therapy for refractory heart failure J Heart Lung Transplant

200625(7)756-64

267 Bellomo R Acute renal failure En Oh T Oxford Butterworth-

Heinemann [ed] Intensive Care Manual 4th edition 1997 paacutegs 357-63

268 Isles CG Paterson JR Serum creatinine and urea Make the most of

these simple test Br J Hosp Med 199655(8)513-6

269 Story DA Poustie S Liu G McNicol PL Changes in plasma creatinine

concentration after cardiac anesthesia with isoflurane propofol or

sevoflurane a randomized clinical trial Anesthesiology 200195(4)842-

8

270 Mazze RI Callan CM Galvez ST Delgado-Herrera L Mayer DB The

effects of sevoflurane on serum creatinine and blood urea nitrogen

concentrations A retrospective twenty-two-center comparative

evaluation of renal function in adult surgical patients Anesth Analg

200090(3)683-8

271 Groudine SB Fragen RJ Kharasch ED Eisenman TS Frink EJ

McConnell S Comparison of renal function following anesthesia with

low-flow sevoflurane and isoflurane J Clin Anesth 199911(3)201-7

272 Bito H Ikeuchi Y Ikeda K Effects of low-flow sevoflurane anesthesia

on renal function Comparison with high-flow sevoflurane anesthesia and

low-flow isoflurane anesthesia Anesthesiology 199786(6)1231-7

273 Obata R Bito H Ohmura M Moriwaki G Ikeuchi Y Katoh T et al The

effects of prolonged low-flow sevoflurane anesthesia on renal and

hepatic function Anesth Analg 200091(5)1262-8

274 Kharasch ED Frink EJ Jr Zager R Bowdle TA Artru A Nogami WM

13 Bibliografiacutea13

13 13 13

186

Assessment of low-flow sevoflurane and isoflurane effects on renal

function using sensitive markers of tubular toxicity Anesthesiology1997

86(6)1238-53

275 Ebert TJ Frink EJ Jr Kharasch ED Absence of biochemical evidence

for renal and hepatic dysfunction after 8 hours of 125 minimum alveolar

concentration sevoflurane anesthesia in volunteers Anesthesiology

199888(3)601-10

276 Ebert TJ Arain AR Renal responses to low-flow desflurane

sevoflurane and propofol in patients Anesthesiology 200093(6)1401-6

277 De Hert S Vlasselaers D Barbeacute R Ory JP Dekegel D Donnadonni

R et al A comparison of volatile and non volatile agents for

cardioprotection during on pump coronary surgery Anaesthesia

200964(9)953-60

278 Tuzun E Narin C Gregoric ID Cohn WE Frazier OH Ventricular

assist device outflow-graft site effect on myocardial blood flow J Surg

Res 2011171(1)71-5

279 Dodds WJ The pig model for biomedical research Federation Proc

198241247-256

280 Annecke T Kubitz JC Kahr S Hilberath JM Langer K Kemming GI

et al Effects of sevoflurane and propofol on ischaemia-reperfusion injury

after thoracic-aortic occlusion in pigs Br J Anaesth 2007 May98(5)581-

90

187

8- IacuteNDICE DE FIGURAS Y TABLAS

13 Iacutendice13 de13 Figuras13 y13 Tablas13

13 13 13

188

Iacutendice de Figuras

Paacuteg

Figura 1 Estructura quiacutemica de los agentes halogenados 32

Figura 2 Distribucioacuten del tipo de asistencia ventricular previa al

trasplante por periodos

48

Figura 3 Presiones en el sistema circulatorio 52

Figura 4 Tipos de bombas seguacuten el flujo que producen 53

Figura 5 Fotografiacutea de la bomba Biomeacutedicus 59

Figura 6 Vista panoraacutemica del quiroacutefano de la Unidad de Cirugiacutea

Experimental del Hospital General Universitario Gregorio Marantildeoacuten

80

Figura 7 Respirador Draumlger SA 1 82

Figura 8 Capnoacutegrafo Ohmeda 82

Figura 9 Analizador de gases en sangre GEMregPremiere 82

Figura 10 Fotografiacutea y esquema de la bomba Biomeacutedicus 83

Figura 11 Motor de la consola una vez implantada la bomba

Biomeacutedicus

84

Figura 12 Consola Biomeacutedicus 85

Figura 13 Separacioacuten de la aorta y la arteria pulmonar 94

Figura 14 Clampaje lateral aorta toraacutecica ascendente (A)

Exposicioacuten aacutepex ventriacuteculo y colocacioacuten suturas circulares (B)

Caacutenula de drenaje ventriacuteculo izquierdo (aferente) y Caacutenula aoacutertica

13 Iacutendice13 de13 Figuras13 y13 Tablas13

13 13 13

189

(eferente) (C) 96

Figura 15 Flujo sanguiacuteneo cerebral en ambos loacutebulos frontales en

los grupos Sevoflurano (S) y Propofol (P) antes de asistencia

(AAs) y a los 30 minutos de la asistencia parcial (AP 30acute) loacutebulo

derecho (A) y loacutebulo izquierdo (B)

123

Figura 16 Flujo sanguiacuteneo en el ventriacuteculo derecho (A) y en el

pulmoacuten (B) en los grupos Sevoflurano (S) y Propofol (P) antes de

asistencia (AAs) y a los 30 minutos de la asistencia parcial (AP

30acute)

125

Figura 17 Flujo sanguiacuteneo en el ventriacuteculo izquierdo en los grupos

Sevoflurano (S) y Propofol (P) antes de asistencia (AAs) y a los 30

minutos de la asistencia parcial (AP 30acute) epicardio (A) y

endocardio (B)

127

Figura 18 Flujo sanguiacuteneo en el rintildeoacuten en los grupos Sevoflurano

(S) y Propofol (P) antes de asistencia (AAs) y a los 30 minutos de

la asistencia parcial (AP 30acute) rintildeoacuten derecho (A) y rintildeoacuten izquierdo

(B)

129

Figura 19 Flujo sanguiacuteneo en el hiacutegado (A) y en el intestino (B) en

los grupos Sevoflurano (S) y Propofol (P) antes de asistencia

(AAs) y a los 30 minutos de la asistencia parcial (AP 30acute)

131

13 Iacutendice13 de13 Figuras13 y13 Tablas13

13 13 13

190

Iacutendice de Tablas

Paacuteg

Tabla 1 Distribucioacuten de la edad peso y talla en los dos grupos

experimentales grupo Propofol y grupo Sevoflurano 112

Tabla 2 Variables Hemodinaacutemicas I mediciones antes del

clampaje (Basal) antes de la asistencia (AAs) y tras 30 minutos

de asistencia parcial (AP 30acute) en el grupo Propofol y en el grupo

Sevoflurano

114

Tabla 3 Variables Hemodinaacutemicas II mediciones antes del

clampaje (Basal) antes de la asistencia (AAs) y tras 30 minutos

de asistencia parcial (AP 30acute) en el grupo Propofol y en el grupo

Sevoflurano

115

Tabla 4 Variables Hemodinaacutemicas III mediciones antes del

clampaje (Basal) antes de la asistencia (AAs) y tras 30 minutos

de asistencia parcial (AP 30acute) en el grupo Propofol y en el grupo

Sevoflurano

116

Tabla 5 Variables de la gasometriacutea arterial mediciones antes

del clampaje (Basal) antes de la asistencia (AAs) y tras 30

minutos de asistencia parcial (AP 30acute) en el grupo Propofol (n=5)

y en el grupo Sevoflurano (n=5)

117

Tabla 6 Variables hematoloacutegicas mediciones antes del

clampaje (Basal) antes de la asistencia (AAs) y tras 30 minutos

de asistencia parcial (AP 30acute) en el grupo Propofol y en el grupo

Sevoflurano

118

Tabla 7 Variables bioquiacutemicas de marcadores de dantildeo tisular

mediciones antes del clampaje (Basal) antes de la asistencia

(AAs) y tras 30 minutos de asistencia parcial (AP 30acute) en el grupo

13 Iacutendice13 de13 Figuras13 y13 Tablas13

13 13 13

191

Propofol y en el grupo Sevoflurano 120

Tabla 8 Variables de la respuesta inflamatoria mediciones antes

del clampaje (Basal) antes de la asistencia (AAs) y tras 30

minutos de asistencia parcial (AP 30acute) en el grupo Propofol y en

el grupo Sevoflurano

121

Tabla 9 Microesferas en ambos hemisferios cerebrales antes

de la asistencia (AAs) y tras 30 minutos de asistencia parcial

(AP 30acute) en el grupo Propofol y en el grupo Sevoflurano

122

Tabla 10 Microesferas en el ventriacuteculo derecho y pulmoacuten antes

de la asistencia (AAs) y tras 30 minutos de asistencia parcial (AP

30acute) en el grupo Propofol y en el grupo Sevoflurano

124

Tabla 11 Microesferas en el ventriacuteculo izquierdo antes de la

asistencia (AAs) y tras 30 minutos de asistencia parcial (AP 30acute)

en el grupo Propofol y en el grupo Sevoflurano

126

Tabla 12 Microesferas en el rintildeoacuten antes de la asistencia (AAs) y

tras 30 minutos de asistencia parcial (AP 30acute) en el grupo

Propofol y en el grupo Sevoflurano

128

Tabla 13 Microesferas en el hiacutegado y en el intestino antes de la

asistencia (AAs) y tras 30 minutos de asistencia parcial (AP 30acute)

en el grupo Propofol y en el grupo Sevoflurano

130

192

9- ANEXO

Research ArticleEffects of Sevoflurane and Propofol on Organ Blood Flow inLeft Ventricular Assist Devices in Pigs

Paloma Morillas-Sendiacuten1 Emilio Delgado-Baeza2

Mariacutea Jesuacutes Delgado-Martos2 Moacutenica Barranco1 Juan Francisco del Cantildeizo2

Manuel Ruiacutez3 and Begontildea Quintana-Villamandos14

1Department of Anesthesiology and Intensive Care Gregorio Maranon University General Hospital 28007 Madrid Spain2Department of Experimental Medicine and Surgery Gregorio Maranon University General Hospital 28007 Madrid Spain3Department of Cardiac Surgery Gregorio Maranon University General Hospital 28007 Madrid Spain4Department of Pharmacology Faculty of Medicine Complutense University 28040 Madrid Spain

Correspondence should be addressed to Begona Quintana-Villamandos begoquintigmailcom

Received 26 March 2015Revised 16June 2015Accepted 29 June 2015

Academic Editor Giulio Agnetti

Copyright copy 2015Paloma Morillas-Sendın et alThis is an open access article distributed under the Creative Commons AttributionLicense which permits unrestricted use distribution and reproduction in any medium provided the original work is properly cited

The aim of this study was to assess the effect of sevofl rane and propofol on organ blood flow in a porcine model with a leftventricular assist device (LVAD) Ten healthy minipigs were divided into 2 groups (5 per group) according to the anestheticreceived (sevoflurane or propofol) A Biomedicus centrifugal pump was implanted Organ blood fl w (measured using coloredmicrospheres) markers of tissue injury and hemodynamic parameters were assessed at baseline (pump off) and after 30 minutesof partial support Blood fl w was signific ntly higher in the brain (both frontal lobes) heart (both ventricles) and liver after30 minutes in the sevoflurane group although no signific nt differences were recorded for the lung kidney or ileum Serumlevels of alanine aminotransferase and total bilirubin were signific ntly higher after 30 minutes in the propofol group althoughno signific nt differences were detected between the groups for other parameters of liver function kidney function or lactic acidlevels The hemodynamic parameters were similar in both groups We demonstrated that compared with propofol sevofl raneincreases blood fl w in the brain liver and heart after implantation of an LVAD under conditions of partial support

1 Introduction

Ventricular assist devices (VADs) are a promising therapeuticoption for patients with advanced heart failure VADs canact as a bridge to transplantation as a destination therapyfor patients with contraindications to transplantation or asa bridge to a future recovery [1ndash3] In the last few decadesVADs have been increasingly used in patients with end-stageheart failure because heart transplantation is limited by amarked lack of donors [4]

The main purpose of a VAD is to maintain perfusion ofvital organs To improve the clinical output of the VAD it isnecessary to optimize perioperative conditions (continuous-fl w VAD hemodynamic monitors and anesthetic drugs)[5 6] Although several studies show the effects of the VAD

on organ blood flow (heart brain liver and kidney) [7ndash9]the eff ct of anesthetics on organ blood flow in patients witha VAD has not been analyzed to date Several studies havereported data on the response of organ blood flow to theadministration of various anesthetics [10ndash13] although thiseffect remains unclear for VADs

Given the benefici l effects of volatile anesthetics (sevo-flurane) compared with intravenous anesthesia (propofol)on organ blood fl w during cardiovascular surgery [14ndash17]we hypothesized that compared with propofol sevofluranewould increase organ blood flow in patients with a lef t AD(LVAD) The aim of this study was to investigate differencesbetween the effect of sevoflurane-based volatile anestheticand that of propofol-based intravenous anesthetics on organblood flow (brain liver heart kidney lung and intestine)

Hindawi Publishing CorporationBioMed Research InternationalArticle ID 898373

2 BioMed Research International

(a) (b)

(c)

Figur e 1LVAD placement Aortic partial cross-clamp (a) Implant of the input cannula through the apex of the left ventricle (b and c)

and to assess markers of tissue injury aft r implantation ofan LVAD (continuous centrifugal pump) under conditions ofpartial support in a porcine model

2 Methods

Th animals used in our experiment were from the farmof the Technological Institute of Agrarian Development(EX 013-C) (Community of Madrid Spain) Th pigs weremoved from this farm to the Experimental Medicine andSurgery Unit Gregorio Maranon University General Hospital(ES280790000087) where they remained under a controlledenvironment until the intervention (20ndash22∘C and relativehumidity of 55) The study was performed in accordancewith European Union guidelines on the protection of ani-mals used for experimental and other scientifi purposes(Directive 201063EU and Spanish Royal Decree RD 532013BOE) and was approved by the Ethics Committee GregorioMaranon University General Hospital Madrid Spain

21 Experimental Design Th study was conducted withten healthy minipigs Animals were block-randomized(Microsoft Excel 2003) to receive either propofol in contin-uous perfusion as anesthetic maintenance (propofol group119899 = 5) or sevoflurane (sevoflurane group 119899 = 5)

211Anesthesia Protocol Th animals were simultaneouslypremedicated with intramuscular ketamine 20 mgkg (Keto-lar Parke-Davis Madrid Spain) and atropine 004 mgkg(Atropina Braun Serra-Pamies Reus Spain) Pulse oximetryand electrocardiographic monitoring were performed in

the operating room The pigs were provided with oxygen100 via a face mask a 20 G cannula was inserted intoan ear vein and anesthesia was induced with intravenousfentanyl 25120583gkg (Fentanest Kern Pharma BarcelonaSpain) and propofol 4 mgkg (Diprivan 1 AstraZenecaMadrid Spain) After intubation the animal was con-nected to a volume-controlled ventilator (Drager SA1Drager Medical AG Lubeck Germany) with FIO

2of 1

an inspiratory expiratory ratio of 1 2 a tidal volume of12ndash15mLkg and the respiratory rate adjusted to main-tain normocapnia as previously described [18] Anesthesiawas maintained with intravenous fentanyl (25120583gkg30 min)in all animals and propofol in continuous infusion (11-12mgkgh) (propofol group) or 2 sevoflurane (sevofluranegroup) All animals received an infusion of saline solution(8 mLkgh) A 9 F arterial catheter was inserted into the rightfemoral artery and a pulmonary artery catheter (75 F Swan-Ganz CCOmbo catheter Edwards Lifesciences Irvine CAUSA) connected to an oximetry monitor (Vigilance EdwardsCritical-Care Division Irvine CA USA) was inserted intothe right internal jugular vein

212Surgical Protocol A Biomedicus 540 centrifugal pumpwas implanted in the minipigs undergoing continuous-fl wsupport After median sternotomy the animal was hep-arinized at a dose of 4 mgkg An aortic partial cross-clampwas applied (just for anastomosing the output cannula ofthe LVAD to the aorta) and a 2 cm aortotomy performed(Figure 1(a)) Th output cannula of the LVAD was anas-tomosed to the ascending aorta and the input cannula

BioMed Research International 3

(23 F Medtronic Ultraflex Metdtronic Inc MinneapolisUSA) was placed through the apex of the left ventricleTh implant of the input cannula is practiced by placingtwo circular sutures (Figure 1(b)) and then the cannula wasplaced with two turnstiles around the cannula (Figure 1(c))Finally both cannulas were connected to the device LVADplacement was without cardiopulmonary bypass and withoutcardioplegia Console parameters were adjusted to obtain apump fl w of 50 (partial support) of the baseline cardiacoutput (cardiac output before LVAD is initiated) using thepulmonary artery catheter for 30 minutes Input flow wasmeasured using an ultrasound transducer (EMTEC Ger-many) attached to the input cannula of the device

22 Organ Blood FlowMeasurements Colored microspheres(Dye-Trak Triton Technology Inc San Diego CA USA)were used to measure organ blood flow Once the LVAD wasimplanted (before the start of LVAD baseline) yellow micro-spheres (diameter of 12 microns) were injected into the leftatrium (15 million microspheres per injection) The LVADwas then initiated and violet microspheres were injectedafter 30 minutes of partial support After each experimentthe animal was sacrific d using potassium chloride andtissue samples of both brain hemispheres (right and leftfrontal lobe) heart (right and left ventricles) liver lung(middle lobe of right lung) kidney and ileum were obtainedto measure organ blood fl w Th basic principle of alldeposition techniques for regional fl w measurement is thatthe deposition is proportional to the flow (per unit volume ormass of tissue) Due to the movement of microspheres out ofthe capillaries into the interstitium retention of microspheresis excellent Th idea is that deposited markers give a measureof flow per unit volume of tissue at the level of the capillariesTh microspheres were isolated from tissue by digestionwith potassium hydroxide they were centrifugated the dyeswere extracted from the colored microspheres and theseparation of colors and measurement of their concentrationwas performed by spectrometry [19 20]

23 Markers of Tissue Injury Serum levels of total biliru-bin alanine aminotransferase aspartate aminotransferasegamma-glutamyl transpeptidase and alkaline phosphatasewere evaluated as parameters of hepatobiliary functionCreatinine and urea were studied as parameters of renalfunction Lactate dehydrogenase and lactate were measuredas nonspecifi indicators of tissue injury All previouslydescribed markers of tissue injury and nitric oxide (NO) werestudied at baseline (after implantation before turning it on)and 30 minutes aft r implantation of the LVAD

24 Hemodynamic Measurements Th hemodynamic dataincluded heart rate mean arterial pressure mean pulmonaryarterial pressure central venous pressure pulmonary cap-illary wedge pressure systemic vascular resistance indexpulmonary vascular resistance index continuous cardiacoutput and mixed venous oxygen saturation all of whichwere recorded at baseline and 30 minutes after implantationof the LVAD Body temperature was also studied

25 Hematologic Parameters and Arterial Blood Gas Mea-surements A femoral arterial catheter was used to performthe hematologic and blood gas analyses at baseline and 30minutes after implantation of the LVAD

26 Data Analysis and Statistics Th primary endpoint wasorgan blood fl w in the LVAD which was compared betweenthe two groups The variable was expressed as mean plusmnSEM We used the Kolmogorov-Smirnov test to analyze thedistribution of quantitative variables between-group com-parisons were based on the 119905-test for independent samplesStatistical signific nce was set at a 119875 value of lt005 Thestatistical analysis was performed using IBM SPSS Statisticsfor Windows version 200 (IBM Corp Armonk NY USA)and S-PLUS 61

3 Results

31 Physiological Parameters No differences were detectedbetween the groups (sevoflurane versus propofol) in terms ofage (143 plusmn 7 versus 126 plusmn 10 days 119875 = 028) weight (34 plusmn 1versus 25plusmn3 kg119875 = 0052) or height (93plusmn2 versus 87plusmn1 cm119875 = 007)

32 Effect of Anesthetics on Organ Blood Flow Blood flowwas significantly higher in the brain (both frontal lobes)(Figures 2(a) and 2(b)) heart (both ventricles) (Figures 3(a)and 3(b)) and liver (Figure 4(a)) after 30 minutes of partialsupport in the sevofl rane group than in the propofol groupalthough no significant diff rences were recorded for the lung(Figure 4(b)) kidney (Figure 5(a)) or ileum (Figure 5(b))

33 Effe t of Anesthetics onMarkers of Tissue Injury and NitricOxide Serum levels of alanine aminotransferase and totalbilirubin were signific ntly higher after 30 minutes of partialsupport in the group that received propofol However therewere no significant diff rences between the groups in otherparameters of liver function and kidney function or in lacticacid levels (Table 1) There were no diff rences between thegroups in nitric oxide in plasma (Table 1)

34 Hemodynamic Parameters No differences were foundbetween the groups in pump fl w of LVAD (propofolgroup 094 plusmn 009 Lmin versus sevoflurane group 101 plusmn009 Lmin)

The hemodynamic parameters showed marked stabilityin both groups there were no significant diff rences ineither the sevofl rane group or the propofol group beforeimplantation of the LVAD and aft r 30 minutes of partialsupport (Table 2)

35 Hematologic Parameters and Blood Gas Analysis Nostatistically signific nt differences were found between thegroups for hemoglobin and hematocrit after 30 minutes(Table 3) Arterial oxygenation systemic arterial PCO

2

bicarbonate and pH were similar in both groups beforeimplantation and aft r 30 minutes of partial support(Table 3)

4 BioMed Research International

P(lowast)

S

P

S

0

50

100

150

200

250M

icro

sphe

res (

)

Baseline

Right cerebral hemisphere

PS 30min

(a)

P(lowast)

Baseline

SP

S

0

50

100

150

200

250

Mic

rosp

here

s (

)

Left cerebral hemisphere

PS 30min

(b)

Figur e 2 Date are expressed as the mean plusmn standard error of the mean Cerebral blood fl w in the right frontal lobe (a) and left frontal lobe(b) of pigs with a ventricular assist device in both groups sevofl rane (S) and propofol (P) at baseline and after 30 minutes of partial supportStatistically signific nt differences are shown lowast119875 lt 005 versus sevofl rane

P(lowast)

Baseline

SP

S

0

50

100

150

200

250

Mic

rosp

here

s (

)

Right ventricle

PS 30min

(a)

P(lowast)

S

P

S

0

50

100

150

200

250

Mic

rosp

here

s (

)

Baseline

Left entricle

PS 30min

(b)

Figur e 3 Date are expressed as the mean plusmn standard error of the mean Blood fl w in the right ventricle (a) and left ventricle (b) of pigs witha ventricular assist device in both groups sevofl rane (S) and propofol (P) at baseline and after 30 minutes of partial support Statisticallysignific nt differences are shown lowast119875 lt 005 versus sevofl rane

P(lowast)

SP

S

0

50

100

150

200

250

Mic

rosp

here

s (

)

Baseline

Liver

PS 30min

(a)

Baseline

S

P

S

P

0

50

100

150

200

250

Mic

rosp

here

s (

)

Lung

PS 30min

(b)

Figur e 4 Date are expressed as the mean plusmn standard error of the mean Blood flow in the liver (a) and lung (b) of pigs with a ventricular assistdevice in both groups sevoflurane (S) and propofol (P) at baseline and after 30 minutes of partial support Statistically signific nt differencesare shown lowast119875 lt 005 versus sevofl rane

BioMed Research International 5

S P

SP

0

50

100

150

200

250M

icro

sphe

res (

)

Baseline

Kidney

PS 30min

(a)

Baseline

S

P

S

P

0

50

100

150

200

250

Mic

rosp

here

s (

)

Ileum

PS 30min

(b)

Figur e 5 Date are expressed as the mean plusmn standard error of the mean Blood fl w in the kidney (a) and ileum (b) of pigs with a ventricularassist device in both groups sevofl rane (S) and propofol (P) at baseline and after 30 minutes of partial support

4 Discussion

Th results obtained show that compared with propofolanesthesia with sevoflurane increases blood fl w in thebrain liver and heart tissue aft r implantation of an LVADunder conditions of partial support in a porcine model Inaddition increased levels of serum markers of cellular injuryin LVAD were observed with propofol To our knowledgethis is the first study to demonstrate a benefici l effect ofsevofl rane compared with propofol on organ blood flow in aBiomedicus 540 centrifugal pump in a porcine model The efindi gs justify further investigation to determine whethersevoflurane modifie organ blood fl w in clinical settings

Th number of patients diagnosed with advanced heartfailure is increasing worldwide and LVAD is a pivotaltreatment option for end-stage heart failure [21] Becausecomplications in the use of LVAD (multiple organ fail-ure right ventricular failure neurological dysfunction andarrhythmias) have been reported [22 23] anesthesia andperioperative management of these critically compromisedpatients requires extensive monitoring special anestheticmanagement with appropriate drugs and expert postopera-tive care [24 25]

41Effect of Anesthetics on Organ Blood Flow Several studieshave reported changes in organ blood flow in responseto the administration of volatile anesthetics and propofol[11ndash13 26ndash28] although this effect has not been analyzedduring implantation of an LVAD Sevofl rane and propo-fol are frequently used as maintenance anesthetics duringplacement of an LVAD [29] Some authors have associatedreduced cerebral blood fl w with both drugs [12] howeverwe only found greater cerebral blood flow in sevofl rane-anesthetized animals with an LVAD Patients with LVADare associated with neurologic events Th most commoncauses are thromboembolism and hemorrhagic stroke andless frequent causes are ischemia due to low perfusion andair embolism [30] However we are not sure that a higherfl w reduces the occurrence of ischemia due to air embolismAccording to our results sevoflurane could be a good option

to lower the incidence of ischemia due to low perfusion inLVAD-supported patients

Th results of some studies support cardiac and hepaticprotective effects of sevoflurane with respect to propofolaft r coronary artery surgery in humans [14 16] Our resultsalso support the beneficial effect of sevofl rane comparedwith propofol on the heart and liver in LVAD However nodifferences were observed with sevoflurane compared withpropofol for blood fl w in other organs (lung kidney andintestine) The different blood fl w response to sevofluranecould be explained by its dose-dependent effect [26ndash28]

Propofol and sevofl rane are used during cardiac surgeryPropofol exerts cardioprotective effects by different mecha-nisms in the isolated heart it attenuates metabolic changesinduced by exogenously applied hydrogen peroxide [31]reduces infarct size by inhibition of GSK-3120573 activity (propo-fol induces cardiac preconditioning) [32] and attenuatesischemia-reperfusion injury mediated through increase innitric oxide synthase activity and NO production (cardiacfunction and coronary flow are improved with propofol)[33 34] In our study there were no differences in NObetween both groups sevofl rane and propofol Propofolattenuates the changes in myocardial tissue levels of adeninenucleotides and lactate during ischemia reduces troponinI release on reperfusion after cardioplegic arrest in car-diopulmonary bypass in a model porcine [35] and showsantiarrhythmic effect during myocardial ischemia in rats[36] However cardiopulmonary bypass (CPB) is knownto alter the plasma propofol concentrations (hemodilutionhypotension hypothermia isolation of the lungs from thecirculation and possible sequestration of drugs in the bypasscircuit affect drugs plasma concentrations) [37]

Sevoflurane also induces preconditioning and attenu-ates myocardial ischemiareperfusion injury via caveolin-3-dependent cyclooxygenase-2 inhibition AMP-activated pro-tein kinase and antioxidative effects in experimental studies[38ndash40] Clinical studies show that sevoflurane providescardioprotection in patients undergoing coronary arterybypass graft (CABG) [41] and there is some data that showsthat troponin T levels after off- ump CABG were lower in

6 BioMed Research International

Ta ble 1 Markers of tissue injury and nitric oxide in both groups(propofol and sevoflurane) at baseline and 30 minutes after implan-tation of a left ventricular assist device

Propofol119899 = 5

Sevofl rane119899 = 5

119875 values

ALT (UL)Baseline 29 plusmn 2 25 plusmn 2 0221PS 301015840 29 plusmn 2 23 plusmn 2 0048lowast

AST (UL)Baseline 50 plusmn 10 35plusmn 3 0116PS 301015840 94 plusmn 46 44 plusmn 3 0358

Bilirubin (mgdL)Baseline 025 plusmn 006 013plusmn 002 0081PS 301015840 024 plusmn 002 012plusmn 004 0028lowast

GGT (UL)Baseline 63 plusmn 12 55 plusmn 8 0584PS 301015840 62 plusmn 22 47 plusmn 8 0496

AP (UL)Baseline 82 plusmn 8 72 plusmn 8 0428PS 301015840 89 plusmn 12 79 plusmn 7 0507

LDH (UL)Baseline 330 plusmn 19 331plusmn 13 0943PS 301015840 374 plusmn 18 347 plusmn 27 0420

Creatinine (mgdL)Baseline 044 plusmn 003 057 plusmn 006 0085PS 301015840 045 plusmn 003 047 plusmn 003 0596

Urea (mgdL)Baseline 272 plusmn 22 222 plusmn 09 0059PS 301015840 282 plusmn 26 222 plusmn 12 0053

Lactic acidBaseline 15 plusmn 05 11plusmn 02 0453PS 301015840 15plusmn 03 12plusmn 02 0434

NO (120583M)Baseline 418 plusmn 47 691plusmn 47 0056PS 301015840 280 plusmn 92 478 plusmn 92 0270

Data are expressed as the mean plusmn standard error of the mean ALT alaninetransaminase AST aspartate aminotransferase GGT gamma-glutamyltranspeptidase AP alkaline phosphatase (AP) LDH lactate dehydrogenaseNO nitric oxide PS partial support Statistically signific nt differences areshown lowast119875 lt 005 propofol versus sevofl rane

patients receiving sevofl rane compared to propofol [42]In this context cardioprotection by sevoflurane comparedto propofol could also be superior in patients undergoingnoncardiac surgery [43] However troponin T increasedin patients undergoing repair of congenital heart defectwith cardiopulmonary bypass anesthetized with propofol andsevoflurane [44] In our study we did not use cardiopul-monary bypass (there was no ischemiareperfusion) in LVADimplantation

It is known that sevoflurane tends to cause vasodilatationcerebral increases cerebral blood flow (CBF) and decreasescerebrovascular resistance [45] However propofol produces

Ta ble 2 Hemodynamic parameters in both groups (propofol andsevofl rane) at baseline and 30 minutes after implantation of a leftventricular assist device

Propofol119899 = 5

Sevofl rane119899 = 5

119875 values

HR (beatsmin)Baseline 95 plusmn 4 89 plusmn 9 0546PS 301015840 101plusmn 6 101plusmn 6 0964

APm (mmHg)Baseline 70 plusmn 3 65 plusmn 5 0384PS 301015840 65 plusmn 8 74 plusmn 7 0404

PAPm (mmHg)Baseline 23 plusmn 2 25 plusmn 2 0506PS 301015840 27 plusmn 1 33 plusmn 3 0083

CVP (mmHg)Baseline 15 plusmn 1 15 plusmn 1 0856PS 301015840 14plusmn 3 16 plusmn 2 0584

CPP (mmHg)Baseline 18 plusmn 1 18 plusmn 1 0471PS 301015840 15plusmn 05 19 plusmn 1 0052

SVRIBaseline 1583 plusmn 199 1368 plusmn 143 0450PS 301015840 1128 plusmn 173 1433 plusmn 234 0351

PVRIBaseline 171plusmn 65 159 plusmn 32 0877PS 301015840 217 plusmn 37 339 plusmn 85 0269

CO (Lmin)Baseline 24 plusmn 03 3 plusmn 03 0185PS 301015840 25 plusmn 04 31plusmn 04 0347

SvO2 ()Baseline 77 plusmn 4 82 plusmn 3 0429PS 301015840 82 plusmn 1 89 plusmn 3 0150119879 (∘C)

Baseline 351plusmn 02 359 plusmn 03 0080PS 301015840 339 plusmn 04 346 plusmn 04 0332

Data are expressed as the mean plusmn standard error of the mean HRheart rate APm mean arterial blood pressure PAPm pulmonary arterymean pressure CVP central venous pressure CPP pulmonary capillarywedge pressure SVRI systemic vascular resistance index PVRI pulmonaryvascular resistance index CO continuous cardiac output SvO2 mixedvenous oxygen saturation 119879 temperature PS partial support

cerebral vasoconstriction indirectly by reducing cerebralmetabolism and causes a decrease in CBF that is well matchedto cerebral metabolism [46] Regarding why in our studysevoflurane increases CBF Kaisti et al [12] confirmed thatCBF is lower with propofol than with sevoflurane

42 Effe t of Anesthetics on Markers of Tissue Injury Thobjective of a VAD is to maintain adequate organ perfusion[2] However liver dysfunction has been observed despiteadequate hemodynamic support with an LVAD [47] Some

BioMed Research International 7

Ta ble 3 Hematologic parameters and blood gas analysis in bothgroups (propofol and sevoflurane) at baseline and 30 minutes afterimplantation of a left ventricular assist device

Propofol119899 = 5

Sevofl rane119899 = 5

119875 values

pHBaseline 74 plusmn 003 74 plusmn 002 0314PS 301015840 73 plusmn 003 74 plusmn 002 0583

PO2 (mmHg)Baseline 503 plusmn 24 425 plusmn 42 0147PS 301015840 492 plusmn 43 483 plusmn 25 0867

PCO2 (mmHg)Baseline 35 plusmn 2 38 plusmn 2 0428PS 301015840 38 plusmn 3 42 plusmn 3 0322

HCO3minus (mmolL)

Baseline 22 plusmn 1 26 plusmn 1 0073PS 301015840 21plusmn 1 24 plusmn 1 0052

Hb (gdL)Baseline 70 plusmn 01 74 plusmn 04 0337PS 301015840 80 plusmn 05 83 plusmn 07 0730

Hct ()Baseline 197 plusmn 03 219plusmn 12 0148PS 301015840 225plusmn 14 245 plusmn 20 0452

Data are expressed as the mean plusmn standard error of the mean PO2 partialpressure of oxygen PCO2 partial pressure of carbon dioxide HCO3

minusbicarbonate Hb hemoglobin Hcto hematocrit PS partial support

authors have reported hyperbilirubinemia in patients follow-ing implantation of an LVAD by hepatic sinusoid endothelialdysfunction [48] or cardiac congestion [49] In our studytotal bilirubin was higher in propofol-anesthetized animalsthan in sevoflurane-anesthetized animals this finding wasconsistent with reduced blood fl w in the liver and heart withrespect to sevoflurane-anesthetized pigs

Bernard et al [50] found a portal blood fl w decreasedat both 12 and 2 MAC sevoflurane whereas an increase inhepatic arterial blood flow was recorded at 2 MAC Thesefindi gs could explain why sevoflurane increases hepaticblood fl w in our study

43 Benefit of the Results for the Clinics In our study theuse of sevoflurane leads to better outcomes after LVADimplantation by optimizing blood flow in the heart brainand liver Although the necessary time to place an LVADis short the use of volatile anesthetic in cardiac surgerypotentially reduces long-term cardiovascular complicationsand mortality [51] Furthermore intraoperative and post-operative sevoflurane administration in patients undergo-ing off-pump CABG could improve the cardioprotectiveeffect compared with patients who received sevofl rane onlyin the intraoperative period [42] It is possible becausethere is a disposable delivery system (AnaConDa) that isdesigned for halogenated sedation of patients in ICU [42]LVAD biventricular assist device (BIVAD) and extracor-poreal membrane oxygenation (ECMO) are associated with

a high incidence of complications (bleeding and tamponaderequiring reexploration right ventricular failure respiratoryfailure acute respiratory distress syndrome and pulmonaryedema neurologic complications renal and hepatic failureand infection) [5] and patients with complications are likelyto require sedation and mechanical ventilation for a longertime period in ICU [52] The e patients could benefit fromthe sevofl rane eff ct over organs flow not only during theintraoperative but also during the postoperative recoveryperiod in the ICU

44 Study Limitations Th present study is subject to a seriesof limitations First the LVAD is designed to be used inpatients with heart failure therefore our results may notbe directly applicable in clinical practice because we used ahealthy heart as described elsewhere [53 54] Thi limitationshould be addressed in an animal cardiogenic shock modelSecond since we studied the short-term effects of anesthetics(propofol and sevoflurane) in animals with an LVAD thelong-term eff cts of these drugs on organ blood flow warrantfurther investigation Third the effects of inhaled anesthetics[26ndash28 55] and the intravenous anesthesia (propofol opi-oids) [56 57] may be dose-dependent Th concentration ofsevoflurane we used represents approximately 1 minimumalveolar concentration which is similar to the concentrationused in other studies that show benefici l effects in a model ofischemia-reperfusion aft r thoracic-aortic occlusion in pigs[58]

We found that sevofl rane could be superior to propofolwith respect to blood fl w in the brain liver and hearttissue in a porcine model with LVAD These findings mayhave signific nt clinical implications for anesthesiologistsregarding the choice of sevoflurane in patients with an LVAD

Conflict of Interests

The authors declare that there is no conflict of interestsregarding the publication of this paper

Acknowledgment

This work was supported by FIS (PI081480)

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  • Tesis Paloma Morillas Sendiacuten
    • Portada
    • AGRADECIMIENTOS
    • LISTA DE ABREVIATURAS
    • IacuteNDICE
    • Resumen y Abstract
      • Abstract
        • 1 Introduccioacuten
        • 2 Hipoacutetesis y Objetivos
        • 3 Material y Meacutetodo
        • 4 Resultados
        • 5 Discusioacuten
        • 6 Conclusiones
        • Bibliografiacutea
        • Iacutendice de Figuras y Tablas
        • ANEXO
Page 7: UNIVERSIDAD COMPLUTENSE DE MADRIDinflamatorias y redox (proteína de choque térmico 70, C3a, factor de necrosis tumoral, óxido nítrico). Discusión: En este trabajo hemos tratado

13 Agradecimientos13

13 13 13

5

AGRADECIMIENTOS

Deseo expresar mi maacutes carintildeoso agradecimiento

A la Prof Begontildea Quintana Villamandos por ser el alma del proyecto por su

confianza en miacute para realizar este trabajo junto con su permanente e inmensa

dedicacioacuten

A la Prof Mariacutea Jesuacutes Delgado Martos por su inestimable ayuda teacutecnica y

soporte

Al Prof Emilio Delgado Baeza por una vida dedicada a la investigacioacuten y por

su intenso afaacuten por transmitir sus conocimientos

Al Prof Juan Francisco del Cantildeizo investigador docente e inventor de

dispositivos de asistencia mecaacutenica circulatoria por transmitir motivacioacuten e

ilusioacuten en esta liacutenea de investigacioacuten

A mis compantildeeros de investigacioacuten adjuntos y residentes del Servicio de

Anestesiologiacutea y del de Cirugiacutea Cardiacuteaca a los miembros del Departamento de

Cirugiacutea Experimental del Hospital General Universitario Gregorio Marantildeoacuten sin

los cuales este trabajo no hubiera sido posible

A mis amigos que han estado apoyaacutendome en los momentos maacutes difiacuteciles y

decisivos

13 Agradecimientos13

13 13 13

6

A mis padres por su constante estiacutemulo y fuerza para enfrentarme a los

proyectos a mis abuelos por sus buenos consejos y a mis hermanos Ignacio y

Cristina

A Luciano por su paciencia y apoyo por el tiempo que me ha concedido Sin

su apoyo este trabajo nunca se hubiera escrito

A todos muchas gracias

13 Lista13 de13 Abreviaturas13

13 13 13

7

LISTA DE ABREVIATURAS

AAs Momento antes de iniciar la asistencia

Abs Absorbancia

ACCAHA Colegio Americano de Cardiologiacutea y Asociacioacuten de Cardiologiacutea

Americana

ALT Alanina aminotransferasa

AST Aspartato aminotrasnferasa

AMC Asistencia mecaacutenica circulatoria

AP 30acute Momento transcurridos 30 minutos de asistencia parcial de AMC

AVM Asistencia ventricular mecaacutenica

C3a Complemento C3 activado

CAM Concentracioacuten alveolar miacutenima

CAP Cateacuteter de arteria pulmonar o Swan-Ganz

CO Monoacutexido de carbono

DAV Dispositivo de asistencia ventricular

ECMO Oxigenador de membrana extracorpoacuterea

eNOS Oacutexido niacutetrico sintasa endotelial

FA Fraccioacuten alveolar

FA Fosfatasa alcalina

FC Frecuencia cardiaca

FEVI Fraccioacuten de eyeccioacuten del ventriacuteculo izquierdo

FI Fraccioacuten inspiratoria

Fig Figura

FSC Flujo sanguiacuteneo cerebral

FSCr Flujo sanguiacuteneo cerebral regional

GC Gasto cardiaco

13 Lista13 de13 Abreviaturas13

13 13 13

8

GGT gamma-guamil-transpeptidasa

Hb Hemoglobina

Hcto Hematocrito

Hsp Heat shock protein (proteiacutena de choque teacutermico)

HGUGM Hospital General Universitario Gregorio Marantildeoacuten

IC Insuficiencia cardiaca

Ic Iacutendice cardiaco

IL Interleukinas

im Intramuscular

iNOS Oacutexido niacutetrico sintasa inducible

IRVS Iacutendice de resistencias vasculares sisteacutemicas

ITSVD Iacutendice de trabajo sistoacutelico del ventriacuteculo derecho

ITSVI Iacutendice de trabajo sistoacutelico del ventriacuteculo izquierdo

iv intravenoso

IVS Iacutendice de volumen sistoacutelico

LDH lactato deshidrogenasa

LPO Lipoperoxidasa

LVAD Dispositivo de asistencia mecaacutenica de ventriacuteculo izquierdo

MDA Malondihaldeiacutedo

ME Microesferas

MPO Mieloperoxidasa

NADPH Nicotinamida adenina dinucleoacutetido fosfato

nNOS Oacutexido niacutetrico sintasa neuronal

NO Oacutexido niacutetrico

NOS Oacutexido niacutetrico sintasa o sintetasa

PA Presioacuten arterial

PaCO2 Presioacuten arterial de dioacutexido de carbono

13 Lista13 de13 Abreviaturas13

13 13 13

9

PAD Presioacuten arterial diastoacutelica

PAm Presioacuten arterial media

PaO2 Presioacuten arterial de oxiacutegeno

PAP Presioacuten arteria pulmonar

PAPD Presioacuten arterial pulmonar diastoacutelica

PAPm Presioacuten arterial pulmonar media

PAPS Presioacuten arterial pulmonar sistoacutelica

PAS Presioacuten arterial sistoacutelica

PCP Presioacuten capilar pulmonar

PCR Proteiacutena C-reactiva

PIC Presioacuten intracraneal

PNC Peacuteptido natriureacutetico cerebral

PROP Grupo propofol

PVC Presioacuten venosa central

Qp Flujo sanguiacuteneo pulmonar

Qs Flujo sanguiacuteneo sisteacutemico

RCV Resistencia cerebrovascular

RCV Resistencia cerebrovascular

RCVr Resistencia cerebrovascular regional

RD Real Decreto

RLO Radicales libres de oxiacutegeno

rMTT o TMTr Traacutensito cerebral vascular regional

RNS Especies reactivas de nitroacutegeno

ROS Especies reactivas de oxiacutegeno

RVP Resistencias vasculares pulmonares

RVS Resistencias vasculares sisteacutemicas

SEM Error estaacutendar de la media

13 Lista13 de13 Abreviaturas13

13 13 13

10

SEVO Grupo Sevoflurano

SvO2 Saturacioacuten venosa de oxiacutegeno

Tordf Temperatura

TMTr o rMTT Traacutensito cerebral vascular regional

TNF Factor de necrosis tumoral

UCI Unidad cuidados intensivos

VI Ventriacuteculo izquierdo

VS Volumen sistoacutelico

VSC Volumen sistoacutelico cerebral

VSCr Volumen sistoacutelico cerebral regional

13 Iacutendice13

13 13 13

11

IacuteNDICE

Paacuteg

RESUMEN Y ABSTRACT

1- INTRODUCCIOacuteN

14

28

11 FAacuteRMACOS ANESTEacuteSICOS PROPOFOL Y SEVOFLURANO 29

111 Propiedades 29

112 Faacutermacos hipnoacuteticos y cirugiacutea cardiovascular 37

113 Efecto de los anesteacutesicos sobre el flujo de los oacuterganos 41

114 Efecto de los anesteacutesicos sobre los biomarcadores de

respuesta inflamatoria y oacutexido niacutetrico

41

12 ASISTENCIA MECAacuteNICA CIRCULATORIA 44

121 Concepto de asistencia mecaacutenica circulatoria 44

122 Clasificacioacuten y principales dispositivos 51

123 Asistencia mecaacutenica circulatoria parcial y total 60

124 Asistencia mecaacutenica circulatoria y flujo de los oacuterganos 61

125 Asistencia mecaacutenica circulatoria y respuesta inflamatoria 62

13 JUSTIFICACIOacuteN 71

2- HIPOacuteTESIS Y OBJETIVOS 73

21 HIPOacuteTESIS 74

22 OBJETIVOS 74

23 PLANTEAMIENTO 75

13 Iacutendice13

13 13 13

12

3- MATERIAL Y MEacuteTODO 77

31 MATERIAL

78

311- Animal de experimentacioacuten 78

312- Quiroacutefano e instalaciones 79

313- Material anesteacutesico 80

314- Dispositivo de asistencia ventricular Bomba Biomeacutedicus 82

315- Marcadores del flujo de los oacuterganos 87

316- Marcadores de respuesta inflamatoria 90

317- Marcador de estreacutes oxidativo 90

32 MEacuteTODO

91

321- Tipo de estudio 91

322- Meacutetodo anesteacutesico 91

323- Meacutetodo quiruacutergico 93

324- Meacutetodo del estudio del flujo de los oacuterganos 97

325- Meacutetodo del estudio de marcadores de dantildeo tisular 103

326- Meacutetodo del estudio de respuesta inflamatoria 104

327- Meacutetodo del estudio de estreacutes oxidativo 106

328- Desarrollo de las experiencias 107

329- Meacutetodo estadiacutestico 108

13 Iacutendice13

13 13 13

13

4- RESULTADOS 111

41 Efecto del propofol y sevoflurano sobre las variables

hemodinaacutemicas

113

42 Efecto del propofol y sevoflurano sobre las variables de la

gasometriacutea arterial y hematoloacutegicas

117

43 Efecto del propofol y sevoflurano sobre las variables

bioquiacutemicas marcadores de dantildeo tisular

119

44 Efecto del propofol y sevoflurano sobre la respuesta

inflamatoria y estreacutes oxidativo

121

45 Efecto del propofol y sevoflurano sobre las microesferas 122

5- DISCUSIOacuteN 132

6- CONCLUSIONES 147

7- BIBLIOGRAFIacuteA 149

8- IacuteNDICE DE FIGURAS Y TABLAS 187

9- ANEXO 192

14

RESUMEN y ABSTRACT

13 Resumen13 y13 Abstract13

13 13 13

15

Introduccioacuten Los dispositivos de asistencia mecaacutenica circulatoria

(AMC) son una opcioacuten terapeacuteutica prometedora para los pacientes con

insuficiencia cardiacuteaca avanzada Pueden actuar como puente al trasplante

como terapia de destino para los pacientes con contraindicaciones para el

trasplante o como un puente hacia un futuro de recuperacioacuten En las uacuteltimas

deacutecadas las AMC se han utilizado cada vez maacutes en los pacientes con

insuficiencia cardiacuteaca terminal ya que el trasplante cardiaco estaacute limitado por

una falta de donantes El principal objetivo de una AMC es mantener la

perfusioacuten de los oacuterganos vitales Para mejorar la salida cliacutenica de la AMC es

necesario optimizar las condiciones perioperatorias (AMC de flujo continuo

monitores hemodinaacutemicos y los faacutermacos anesteacutesicos) en la implantacioacuten de

estos dispositivos Aunque varios estudios muestran los efectos de la AMC en

el flujo de los oacuterganos (corazoacuten cerebro hiacutegado y rintildeoacuten) el efecto de los

anesteacutesicos en el flujo de los oacuterganos en pacientes con una AMC no ha sido

analizado hasta la fecha

Hipoacutetesis y Objetivos Dados los efectos beneficiosos de los

anesteacutesicos volaacutetiles (sevoflurano) en comparacioacuten con la anestesia

intravenosa (propofol) sobre el flujo de los oacuterganos durante la cirugiacutea

cardiovascular la hipoacutetesis que planteamos en este trabajo es que el

sevoflurano en comparacioacuten con el propofol podriacutea aumentar el flujo

sanguiacuteneo de los oacuterganos en pacientes con una AMC izquierda El objetivo

principal de este estudio fue evaluar el efecto del sevoflurano y propofol en el

flujo de los oacuterganos en un dispositivo de AMC de flujo continuo Los objetivos

13 Resumen13 y13 Abstract13

13 13 13

16

secundarios fueron el estudio de los efectos del sevoflurano y del propofol en

los paraacutemetros hemodinaacutemicos gasomeacutetricos y hematoloacutegicos en los

marcadores plasmaacuteticos de dantildeo tisular y en los marcadores plasmaacuteticos de

respuesta inflamatoria y estreacutes oxidativo en un dispositivo de AMC de flujo

continuo

Material y Meacutetodo Diez cerdos fueron divididos en 2 grupos (5 por

grupo) de acuerdo con la anestesia recibida (sevoflurano o propofol) Se

implantoacute una bomba centriacutefuga Biomeacutedicus El flujo sanguiacuteneo de los oacuterganos

(medido mediante el meacutetodo de microesferas de colores)los marcadores de

lesioacuten tisular respuesta inflamatoria y la regulacioacuten redox las variables de la

gasometriacutea arterial hematoloacutegicas y hemodinaacutemicas fueron evaluados al inicio

del estudio (antes del clampaje lateral de la aorta) antes de asistencia (bomba

AMC apagada) y tras 30 minutos de la asistencia parcial

Resultados El flujo sanguiacuteneo fue significativamente mayor en el

cerebro corazoacuten e hiacutegado despueacutes de 30 minutos de asistencia parcial en el

grupo sevoflurano aunque no se registraron diferencias significativas en los

pulmones los rintildeones o el intestino Los niveles seacutericos de alanina

aminotransferasa y bilirrubina total fueron significativamente maacutes altos despueacutes

de 30 minutos de asistencia parcial en el grupo propofol aunque no se

detectaron diferencias significativas entre los grupos en otros paraacutemetros de la

funcioacuten hepaacutetica ni renal Los paraacutemetros hemodinaacutemicos fueron similares en

13 Resumen13 y13 Abstract13

13 13 13

17

ambos grupos No se encontraron diferencias significativas en los paraacutemetros

hematoloacutegicos y anaacutelisis de gases en sangre en las variables de regulacioacuten

inflamatorias y redox (proteiacutena de choque teacutermico 70 C3a factor de necrosis

tumoral oacutexido niacutetrico)

Discusioacuten En este trabajo hemos tratado de dilucidar la importancia de

la optimizacioacuten de los faacutermacos anesteacutesicos (propofol versus sevoflurano) en

los dispositivos de AMC y proponer el protocolo maacutes oacuteptimo en cuanto al flujo

de los oacuterganos la respuesta inflamatoria y el estreacutes oxidativo Consideramos

necesario este estudio ya que en la praacutectica cliacutenica habitual durante las cirugiacuteas

en las que se lleva a cabo el implante de los dispositivos de AMC el

mantenimiento anesteacutesico se realiza con estos faacutermacos (sevoflurano propofol)

y posteriormente los pacientes pueden permanecer sedados en las unidades

de cuidados especiales a la espera de un corazoacuten o a la espera de la

recuperacioacuten del ventriacuteculo nativo

En nuestro estudio no hemos encontrado diferencias en las variables

hemodinaacutemicas entre los dos grupos (sevoflurano y propofol) en AMC sin

embargo en la literatura encontramos estudios que muestran la disminucioacuten en

la presioacuten arterial y en la frecuencia cardiaca asociada al propofol en la

induccioacuten anesteacutesica

Se han realizado diferentes estudios para evaluar los efectos de los

faacutermacos anesteacutesicos sobre el metabolismo y el flujo sanguiacuteneo en el cerebro

Los resultados son sin embargo en parte contradictorios En nuestro trabajo el

13 Resumen13 y13 Abstract13

13 13 13

18

sevoflurano mostroacute un mayor flujo sanguiacuteneo cerebral que el propofol tras la

implantacioacuten de una AMC Este aumento podriacutea deberse a la vasodilatacioacuten

cerebral producida por los anesteacutesicos volaacutetiles no observada con el propofol

De hecho el propofol produce vasoconstriccioacuten cerebral indirectamente al

disminuir el metabolismo cerebral y disminuye la presioacuten intracraneal en

modelos animales El sevoflurano tiene un efecto vasodilatador intriacutenseco

dosis-dependiente sin aumentar la presioacuten intracraneal Las complicaciones

neuroloacutegicas en los pacientes portadores de AMC estaacuten asociadas a una alta

morbilidad y mortalidad siendo su incidencia entre el 2 y el 48 El

tromboembolismo y el accidente cerebro vascular hemorraacutegico son las

complicaciones neuroloacutegicas maacutes frecuentes siendo la isquemia cerebral por

hipoperfusioacuten y el embolismo seacuteptico y aeacutereo menos frecuentes El mayor flujo

sanguiacuteneo cerebral con el sevoflurano observado en nuestro estudio podriacutea

sugerir su indicacioacuten en pacientes con AMC ya que la isquemia cerebral

causada por baja perfusioacuten es una complicacioacuten neuroloacutegica asociada a estos

dispositivos

En nuestro trabajo el sevoflurano mostroacute un mayor flujo sanguiacuteneo en el

corazoacuten que el propofol tras la implantacioacuten de una AMC El sevoflurano y el

propofol son faacutermacos empleados en la praacutectica cliacutenica habitual en la cirugiacutea

cardiaca En la literatura encontramos trabajos que muestran el efecto

cardioprotector del sevoflurano en la cirugiacutea cardiaca en humanos Los

anesteacutesicos volaacutetiles han demostrado directa o indirectamente mejorar el

precondicionamiento isqueacutemico lo que resulta en la cardioproteccioacuten frente al

infarto de miocardio y disfuncioacuten miocaacuterdica irreversible El propofol tambieacuten ha

demostrado cierto efecto cardioprotector en corazones aislados de rata

13 Resumen13 y13 Abstract13

13 13 13

19

disminuyendo la lesioacuten por isquemia-reperfusioacuten (mejorando la funcioacuten cardiaca

y el flujo coronario) mediante un aumento de la oacutexido niacutetrico sintasa y la

produccioacuten de oacutexido niacutetrico En nuestro trabajo los niveles de oacutexido niacutetrico en

plasma fueron similares en ambos protocolos anesteacutesicos (sevoflurano y

propofol)

En nuestro trabajo el sevoflurano mostroacute un mayor flujo sanguiacuteneo en el

hiacutegado que el propofol tras la implantacioacuten de una AMC Estos hallazgos

podriacutean estar relacionados con el aumento del flujo sanguiacuteneo hepaacutetico

encontrado en el grupo del sevoflurano en nuestro trabajo En la literatura

encontramos trabajos que muestran el efecto protector hepaacutetico del

sevoflurano La liberacioacuten de enzimas intracelulares y su deteccioacuten en

muestras de sangre circulante es un meacutetodo aceptado para detectar dantildeo

tisular La lactato deshidrogenasa se encuentra en el citoplasma de diversos

tipos de ceacutelulas y se puede considerar un indicador no especiacutefico de dantildeo

tisular La alanina y la aspartato aminotransferasas son marcadores de dantildeo

hepaacutetico y se han correlacionado con dantildeo histoloacutegico hepaacutetico Ademaacutes la

aspartato aminotransferasa es un enzima intestinal de la seromucosa y se

libera durante la lesioacuten de isquemia-reperfusioacuten intestinal En nuestro trabajo no

hemos encontrado diferencias entre los dos grupos en los valores de las

transaminasas aspartato aminotransferasa y gamma-glutamil-transpeptidasa

fosfatasa alcalina lactato deshidrogenasa creatinina y aacutecido laacutectico Sin

embargo siacute hemos encontrado un descenso del marcador de dantildeo hepaacutetico

(alanina aminotransferasa) en el grupo del sevoflurano con respecto al del

propofol Esto podriacutea estar relacionado con el aumento del flujo hepaacutetico

encontrado en el grupo del sevoflurano

13 Resumen13 y13 Abstract13

13 13 13

20

Es comuacuten la hiperbilirrubinemia en los pacientes tras de la implantacioacuten

de una AMC por disfuncioacuten endotelial del sinusoide hepaacutetico o por la

congestioacuten cardiaca En nuestro trabajo la bilirrubina total fue mayor en los

animales anestesiados con propofol (a los 30minutos de asistencia parcial) con

respecto al grupo del sevoflurano Este hallazgo podriacutea estar relacionado con la

reduccioacuten del flujo sanguiacuteneo en el hiacutegado y el corazoacuten en el grupo del

propofol con respecto a los cerdos anestesiados con sevoflurano

Limitaciones Al analizar nuestro trabajo experimental hemos

encontrado una serie de limitaciones En primer lugar la AMC estaacute disentildeada

para ser utilizada en los pacientes con insuficiencia cardiacuteaca por lo tanto

nuestros resultados no pueden ser directamente aplicables a la praacutectica cliacutenica

ya que nuestro trabajo se ha realizado con animales sanos En segundo lugar

hemos estudiado los efectos a corto plazo de los anesteacutesicos (propofol y

sevoflurano) en animales con una AMC por lo que seriacutea importante realizar

estudios que evaluacuteen si estas diferencias se mantienen en el tiempo En tercer

lugar tanto en los modelos animales como en la praacutectica cliacutenica los efectos de

los anesteacutesicos inhalados sobre el flujo sanguiacuteneo de los oacuterganos pueden ser

dependientes de la dosis administrada Seraacuten por tanto necesarios nuevos

estudios para evaluar la relacioacuten dosis-dependencia y buscar un umbral de

mejora del flujo sanguiacuteneo a nivel orgaacutenico No podemos olvidar la necesidad

de los ensayos cliacutenicos aleatorizados que confirmen en humanos los resultados

obtenidos en este trabajo y que muestren su repercusioacuten cliacutenica

13 Resumen13 y13 Abstract13

13 13 13

21

Conclusiones El sevoflurano muestra con respecto al propofol un

aumento del flujo sanguiacuteneo en el cerebro corazoacuten e hiacutegado en un dispositivo

de AMC de flujo continuo en un modelo porcino Sin embargo no hemos

encontrado diferencias en el flujo sanguiacuteneo del pulmoacuten rintildeoacuten e intestino No

hemos encontrado diferencias significativas en las variables hemodinaacutemicas

de gasometriacutea arterial y hematoloacutegicas entre los dos grupos en los marcadores

plasmaacuteticos de respuesta inflamatoria y estreacutes oxidativo y en los marcadores

plasmaacuteticos de dantildeo tisular en un dispositivo de AMC Este es el primer estudio

que demuestra un efecto beneficioso del sevoflurano en comparacioacuten con el

propofol sobre el flujo sanguiacuteneo en el corazoacuten hiacutegado y cerebro en una

bomba centriacutefuga Biomeacutedicus 540 en un modelo porcino

13 Resumen13 y13 Abstract13

13 13 13

22

Introduction Ventricular assist devices (VAD) are a promising

therapeutic option for patients with advanced heart failure VAD can act as a

bridge to transplantation as a destination therapy for patients with

contraindications to transplantation or as a bridge to a future recovery In the

last few decades VADs have been increasingly used in patients with end-stage

heart failure because heart transplantation is limited by a marked lack of

donors The main purpose of a VAD is to maintain perfusion of vital organs To

improve the clinical output of the VAD it is necessary to optimize perioperative

conditions (continuous-flow VAD hemodynamic monitors and anesthetic

drugs) Although several studies show the effects of the VAD on organ blood

flow (heart brain liver and kidney) the effect of anesthetics on organ blood

flow in patients with a VAD has not been analyzed to date Several studies have

reported data on the response of organ blood flow to the administration of

various anesthetics although this effect remains unclear for VAD

Hypothesis and Objectives Given the beneficial effects of volatile

anesthetics (sevoflurane) compared with intravenous anesthesia (propofol) on

organ blood flow during cardiovascular surgery we hypothesized that

compared with propofol sevoflurane would increase organ blood flow in

patients with a VAD The main objective of this study was to assess the effect of

sevoflurane and propofol in on organ blood flow in a porcine model with a VAD

Other objectives were to study the effects of sevoflurane and propofol on

hemodynamic parameters blood gas and hematologic on plasma markers of

tissue damage and on plasma markers of inflammatory response and oxidative

13 Resumen13 y13 Abstract13

13 13 13

23

stress in a porcine model with a VAD

Matherial and Methods Ten healthy minipigs were divided into 2

groups (5 per group) according to the anesthetic received (sevoflurane or

propofol) A Biomedicus centrifugal pump was implanted Organ blood flow

(measured using colored microspheres) markers of tissue injury inflammatory

response and redox regulation gasometric hematologic and hemodynamic

parameters were assessed at baseline (before lateral clamping of the aorta)

before assistance (pump off) and after 30 minutes of partial support

Results Blood flow was significantly higher in the brain heart and liver

after 30 minutes in the sevoflurane group although no significant differences

were recorded for the lung kidneys or gut Serum levels of alanine

aminotransferase and total bilirubin were significantly higher after 30 minutes in

the propofol group although no significant differences were detected between

the groups for other parameters of liver and kidney function The hemodynamic

parameters were similar in both groups No significant differences were found in

hematologic and blood gas analysis parameters neither in inflammatory and

redox regulation parameters (Heat Shock Protein 70 C3a tumour necrosis

factor nitric oxide)

13 Resumen13 y13 Abstract13

13 13 13

24

Discussion In this study we have tried to elucidate the importance of

optimization of anesthetic drugs (propofol versus sevoflurane) in VAD and

propose the best protocol for organ flow inflammatory response and oxidative

stress We consider this study necessary since in routine clinical practice

surgeries with a VAD implant the anesthetic maintenance is performed with

these drugs (sevoflurane propofol) and afterwards sedated patients can

remain in special units for heart care or waiting for recovery of the native

ventricle

In our study we found no differences in hemodynamic variables between

the two groups (sevoflurane and propofol) in VAD however in the literature

there are studies showing a decrease in blood pressure and heart rate

associated with propofol anesthetic induction

Several studies have been made to evaluate the effects of anesthetic

drugs on metabolism and cerebral blood flow The results are however

partially contradictory In our study sevoflurane showed increased cerebral

blood flow compared to propofol after implantation of a VAD This increase of

cerebral blood flow may be due to cerebral vasodilation produced by volatile

anesthetics but not with propofol In fact propofol produces cerebral

vasocronstriction indirectly by decreasing cerebral metabolism and lowers

intracranial pressure in dogs Sevoflurane has intrinsic vasodilatory dose-

dependent effect without increasing intracranial pressure Neurological

complications in patients with VAD are associated with high morbidity and

mortality with an incidence between 2 and 48 Thromboembolism and

hemorrhagic stroke are the most common neurological complications while

13 Resumen13 y13 Abstract13

13 13 13

25

cerebral ischemia hypoperfusion and septic and air embolism are less frequent

The increased cerebral blood flow with sevoflurane we observed in our study

may suggest its indication in patients with VAD since cerebral ischemia caused

by low perfusion is a neurological complication associated with these devices

In our study sevoflurane showed higher blood flow in the heart that

propofol after implantation of VAD Sevoflurane and propofol are drugs used in

clinical practice in cardiac surgery We find papers in the literature showing the

cardioprotective effect of sevoflurane in cardiac surgery in humans Volatile

anesthetics have proven to enhance directly or indirectly ischemic

preconditioning resulting in cardioprotection against irreversible myocardial

infarction and myocardial dysfunction Propofol has also demonstrated a

cardioprotective effect in isolated rat hearts reducing ischemia-reperfusion

(cardiac function and improving coronary flow) by increasing nitric oxide

synthase and nitric oxide production In our study nitric oxide levels in plasma

were similar in both protocols anesthetics (sevoflurane and propofol)

In our study sevoflurane showed higher blood flow in the liver that

propofol after implantation of VAD These findings may be related to increased

hepatic blood flow found in the group of sevoflurane in our work We find

studies in the literature showing the liver protective effect of sevoflurane The

release of intracellular enzymes and its detection in samples of circulating blood

is an accepted method for detecting tissue damage Lactate deshydrogenase is

found in the cytoplasm of many types of cells and can be considered a non-

specific indicator of tissue damage Aspartate and alanine aminotransferases

are markers of liver damage and have been correlated with histological liver

13 Resumen13 y13 Abstract13

13 13 13

26

damage In addition the aspartate aminotransferase is an intestinal enzyme

effusion and is released during ischemia-reperfusion intestinal In our study we

found no differences between the two groups in the values of transaminases

aspartate aminotransferase and gamma-glutamyl transpeptidase alkaline

phosphatase lactate deshydrogenase creatinine and lactic acid However we

did find a decrease in the marker of liver damage (alanine aminotransferase) in

the group of sevoflurane as compared to propofol This could be related to

increased hepatic blood flow found in sevoflurane group

Hyperbilirubinemia is common in patients after implantation of VAD due

to liver sinusoidal endothelial dysfunction or heart congestion In our study total

bilirubin was higher in the anesthetized propofol group (after 30 minutes of

partial assistance) compared to sevoflurane group animals This finding could

have a relationship with reduced liver and heart blood flow in the propofol

group when compared to pigs anesthetized with sevoflurane

Limitations When analyzing our experimental study we have found a

number of limitations First the VAD is designed to be used in patients with

heart failure therefore our results may not be directly applicable to clinical

practice since we used healthy animals Secondly we studied the short-term

effects of anesthetic (propofol and sevoflurane) in animals with VAD so it would

be important to perform studies to assess whether these differences persist

over time Third both in animal models and in clinical practice the effects of

inhaled anesthetics on organ blood flow may be dependent on the administered

dose Further studies will therefore be needed to evaluate the dose-dependent

13 Resumen13 y13 Abstract13

13 13 13

27

relationship and look for a threshold of improved organ blood flow There is also

a need for randomized clinical trials to confirm the results in humans and to

show their clinical impact

Conclusions We have demonstrated that as compared to propofol

sevoflurane increases blood flow in the brain liver and heart after implantation

of a continuous-flow VAD in a porcine model However we found no differences

in blood flow in the lung kidney and gut We did not find significant differences

in hemodynamic variables blood and hematologic gases between the two

groups neither on plasma markers of inflammatory response and oxidative

stress nor on plasma markers of tissue injury in a VAD To our knowledge this

is the first study to demonstrate a beneficial effect of sevoflurane as compared

to propofol on organ blood flow in a Biomedicus 540 centrifugal pump in a

porcine model

28

1- INTRODUCCIOacuteN

13 Introduccioacuten13

13 13 13

29

11 FAacuteRMACOS ANESTEacuteSICOS PROPOFOL Y SEVOFLURANO

111 Propiedades

PROPOFOL

Historia

El propofol es el resultado de las investigaciones llevadas a cabo a

principios de los antildeos setenta en torno a los derivados alquilos del grupo fenol

que habiacutean demostrado una actividad hipnoacutetica en animales 1 Posteriormente

se descubrioacute el 26 di-isopropil-fenol La primera publicacioacuten que muestra la

utilizacioacuten del propofol como agente de induccioacuten en los humanos data de

19772 Sin embargo fueron descritas reacciones anafilactoides debidas al

disolvente (Cremophor EL) por lo que fue necesario adecuar de nuevo la

moleacutecula en una emulsioacuten lipiacutedica (1983) 1

Caracteriacutesticas farmacocineacuteticas y farmacodinamias

El propofol es el 26-di-isopropil-fenol su peso molecular es de 178 El

propofol puro se presenta bajo la forma de un liacutequido claro o discretamente

amarillo pajizo muy poco soluble en agua (coeficiente octanolagua de 15 para

un pH=74) y con un pKa en el agua de 11 Su disolvente es una emulsioacuten

lipiacutedica a base de aceite de soja de fosfaacutetidos de huevo y de glicerol (aceite de

soja al 10) El propofol es ioacutenico posee un pH neutro debe ser almacenado

13 Introduccioacuten13

13 13 13

30

entre 2 y 25ordmC y estaacute estrechamente ligado a proteiacutenas humanas (97-98) Su

metabolismo es raacutepido por glucuronoconjugacioacuten y sulfoconjugacioacuten hepaacuteticas

Los productos de degradacioacuten son solubles en agua y excretados por el rintildeoacuten

(maacutes del 88 de la dosis inyectada) siendo menos del 1 de la dosis

eliminado sin metabolizar en la orina y el 2 en las heces El volumen del

compartimento central (V1) es del orden de 15 a 20 litros y el volumen de

distribucioacuten entre 150 y 170 El aclaramiento metaboacutelico es muy elevado (25-35

mLKgmin)

La farmacocineacutetica del propofol obedece a un modelo tri-

compartimental 3 Administrado en perfusioacuten continua y con las dosis

habitualmente utilizadas es lineal la meseta de concentracioacuten media es

proporcional al flujo de la perfusioacuten La concentracioacuten media tras dos horas de

perfusioacuten continua es alrededor del 85 del valor de equilibrio Existe un

intervalo para obtener un equilibrio entre las concentraciones sanguiacuteneas y las

cerebrales denominaacutendose histeacuteresis y se resume mediante el paraacutemetro

farmacocineacutetico T12ke0 (29 min) Asiacute tras una inyeccioacuten mediante bolo

intravenoso el pico de la curva del efecto cerebral se observa entre el segundo

y el tercer minuto 1

La edad es el principal factor de variacioacuten de la farmacocineacutetica del

propofol 4 sin embargo los paraacutemetros farmacodinaacutemicos no parecen

diferentes de los del adulto joven 5

13 Introduccioacuten13

13 13 13

31

SEVOFLURANO

Anesteacutesicos inhalatorios

Inicialmente los anesteacutesicos volaacutetiles se componiacutean de gases

inflamables entre los cuales se incluiacutea el dietil-eacuteter y el ciclopropano 6 sin

embargo los avances en la quiacutemica del fluacuteor y las sustituciones posteriores de

eacuteste por otros halogenados en la moleacutecula del eacuteter redujeron su punto de

ebullicioacuten incrementaron la estabilidad redujeron la inflamabilidad y en

general disminuyeron la toxicidad 6

Los agentes halogenados son hidrocarburos cuyas moleacuteculas se han

sustituido en parte y en grados diversos por un aacutetomo haloacutegeno (bromo cloro y

fluacuteor) La naturaleza el nuacutemero y la posicioacuten de este haloacutegeno condicionan las

propiedades farmacocineacuteticas los efectos y la toxicidad de dichos agentes

(figura (fig) 1) En su globalidad los agentes halogenados y sobre todo los

maacutes recientes se caracterizan por un alto iacutendice terapeacuteutico asociado a una

toxicidad baja La inyeccioacuten directa de estos agentes en ciertos circuitos de

anestesia permite ademaacutes de medir de forma continuada sus concentraciones

alveolares realizar una anestesia por inhalacioacuten con un objetivo de

concentracioacuten medida como en el caso de los agentes intravenosos Su raacutepida

eliminacioacuten por viacutea respiratoria y la baja solubilidad de los agentes maacutes

recientes permite una adaptacioacuten raacutepida del nivel de anestesia durante el

mantenimiento anesteacutesico asiacute como una recuperacioacuten raacutepida y predecible con

independencia de la duracioacuten 7

13 Introduccioacuten13

13 13 13

32

En la praacutectica cliacutenica las propiedades fisicoquiacutemicas vienen

determinadas por el agente anesteacutesico mientras que el anestesioacutelogo controla

la concentracioacuten inspirada del gas y la ventilacioacuten alveolar 8

A Halotano

B Enflurano

C Isoflurano

D Sevoflurano

E Desflurano

Figura 1 Estructura quiacutemica de los agentes halogenados

Historia del Sevoflurano

El sevoflurano fue descrito por primera vez en 1972 9 10 pero su uso

cliacutenico en Japoacuten no fue hasta 1990 1995 en Alemania y 1996 en EEUU

Quiacutemicamente es un compuesto metil-isopropil-eacuteter polifluorado compuesto

por siete aacutetomos de fluacuteor Es estable a temperatura ambiente tiene un punto de

ebullicioacuten de 586 ordmC y su presioacuten vapor es de 157 mmHg por lo que se puede

administrar con vaporizadores convencionales 11

Caracteriacutesticas

El sevoflurano es un liacutequido volaacutetil incoloro y no inflamable con un leve

olor caracteriacutestico semejante al del eacuteter 12 A diferencia del desflurano no es

irritativo de las viacuteas aeacutereas y su induccioacuten inhalatoria se realiza de forma raacutepida

y sencilla 13

13 Introduccioacuten13

13 13 13

33

Concentracioacuten fraccional de anesteacutesico alveolar

La captacioacuten de anesteacutesico se evaluacutea mediante la relacioacuten entre la

concentracioacuten fraccional de anesteacutesico alveolar (FA) y anesteacutesico inspirado (FI)

seguida en el tiempo El factor maacutes importante en la velocidad de incremento

FAFI es FA debido a la gran captacioacuten de anesteacutesico de los alveolos hacia el

torrente circulatorio 6 Los anesteacutesicos inhalados con menores solubilidades en

sangre muestran un incremento maacutes raacutepido de FAFI y se eliminan con mayor

rapidez Cuanto mayor es la ventilacioacuten minuto maacutes raacutepido es el incremento

FAFI Al inicio de la induccioacuten el gradiente de la presioacuten parcial pulmonar

respecto a la sangre venosa es cero pero aumenta raacutepidamente y FAFI crece

con rapidez Posteriormente durante la induccioacuten y el mantenimiento la

presioacuten parcial de la sangre venosa pulmonar aumenta de forma maacutes lenta por

lo que FAFI se incrementa maacutes lentamente En casos de reduccioacuten de la

capacidad vital residual como en el caso de los pacientes obesos y de las

pacientes embarazadas estaacute asociado a una disminucioacuten en el espacio para la

distribucioacuten intrapulmonar por lo que aceleraraacute el equilibrio FAFI Por otro

lado una alteracioacuten en la ventilacioacuten-perfusioacuten como en el caso de las

atelectasias ventilacioacuten unipulmonar o patologiacuteas valvulares puede disminuir

la concentracioacuten arterial y prolongar la induccioacuten Aumentos en el gasto

cardiacuteaco aceleraraacuten la captacioacuten del gas anesteacutesico y su transporte al cerebro

mientras que la ratio FAFI disminuiraacute y el tiempo de induccioacuten aumentaraacute

Durante estados de bajo flujo sanguiacuteneo la ratio FAFI aumentaraacute maacutes

raacutepidamente pero la distribucioacuten a los tejidos se veraacute enlentecida

13 Introduccioacuten13

13 13 13

34

Un caso especial del efecto de concentracioacuten consiste en la

administracioacuten de dos gases de forma simultaacutenea (oacutexido nitroso y sevoflurano

por ej) en el cual la captacioacuten de alto volumen de oacutexido nitroso incrementa la

FA del anesteacutesico volaacutetil

Coeficientes de particioacuten sangre-gas 8

La solubilidad se define como la afinidad relativa entre dos fases al

equilibrio (por ejemplo gas sangre o tejido) en lo referente a los anesteacutesicos

inhalatorios En el equilibrio no hay transferencia entre las fases y las

presiones parciales se igualan Los coeficientes de particioacuten tejidogas variacutean

considerablemente entre los gases anesteacutesicos y son responsables del tiempo

necesario para equilibrar las concentraciones anesteacutesicas inspiratoria y

alveolar El desflurano presenta el coeficiente maacutes bajo (042) seguido del

sevoflurano (069) isoflurano (14) enflurano (19) y halotano (23) Cuanto

maacutes bajo sea el coeficiente de particioacuten maacutes corto seraacute el tiempo de equilibrio

Una alta solubilidad estaacute asociada con una alto depoacutesito del anesteacutesico en la

sangre por lo que es escasa la cantidad de gas que llega al cerebro durante la

fase de induccioacuten estando la rapidez del comienzo de la accioacuten muy reducida

Cuanto mayor sea el coeficiente de particioacuten mayor seraacute la induccioacuten y la

recuperacioacuten de la anestesia general

La distribucioacuten del gas en diferentes tejidos depende de la solubilidad del

anesteacutesico del flujo sanguiacuteneo y del gradiente entre la sangre arterial y la

concentracioacuten de tejido La solubilidad del sevoflurano no se modifica con la

13 Introduccioacuten13

13 13 13

35

edad Al igual que los demaacutes anesteacutesicos inhalatorios es muy poco soluble en

agua muy soluble en grasa y muy poco soluble en sangre 12 Debido a su

escasa solubilidad en sangre la relacioacuten de la concentracioacuten alveolar inspirada

aumenta raacutepidamente con la induccioacuten (captacioacuten) y tambieacuten disminuye

raacutepidamente al cesar la administracioacuten del agente (eliminacioacuten) Tiene un

cociente de particioacuten aceitegas de 472 12

Ciertas situaciones pueden alterar el coeficiente de particioacuten eacuteste

disminuye cuando la temperatura corporal aumenta y con la hemodilucioacuten 14 15

Estas circunstancias pueden tener su importancia durante la circulacioacuten

extracorpoacuterea

Eger y cols 16 sugirieron que la presioacuten parcial del anesteacutesico al final de

la espiracioacuten (end-tidal) refleja la presioacuten parcial arterial del anesteacutesico cuando

las diferencias entre las concentraciones inspirada y al final de la espiracioacuten

son pequentildeas

Concentracioacuten alveolar miacutenima

La concentracioacuten alveolar miacutenima (CAM) es la FA de un anesteacutesico a 1

atmoacutesfera y 37ordmC que impide el movimiento en respuesta a un estiacutemulo

quiruacutergico en el 50 de los pacientes En la praacutectica cliacutenica se acepta que una

concentracioacuten de 12 a 13 veces la CAM suele impedir que el paciente se

mueva durante la estimulacioacuten quiruacutergica 6 La CAM desciende con la edad 17

siendo la CAM del 33 en neonatos 18 2 a 25 en nintildeos entre 1 y 9 antildeos de

edad 19 20 y 26 en adultos joacutevenes entre 18 y 35 antildeos de edad 21 La CAM

13 Introduccioacuten13

13 13 13

36

variacutea en adultos sanos de mediana edad entre el 171 22 y el 204 23 Y en

mayores de 70 antildeos la CAM seriacutea de 145 24 25 Sin embargo antildeadiendo un

635 end-tidal de oacutexido nitroso la CAM disminuye del 171 al 066 22 Es

decir el oacutexido nitroso antildeadido al 65 del volumen (dosis de anesteacutesico

vaporgas medido en teacuterminos de concentracioacuten) a la mezcla del gas inspirado

la CAM del sevoflurano disminuye alrededor del 50 21

El teacutermino CAM-despierto define la CAM con la que los pacientes abren

los ojos cuando se les ordena 25 La CAM-despierto descrita en la literatura es

el 33 de la CAM ajustada a la edad 26

Metabolismo y eliminacioacuten

El sevoflurano se degrada con los absorbentes de dioacutexido de carbono

altamente alcalinos y la cal sodada dependiendo de la temperatura en cinco

productos denominados compuestos A B C D y E A temperatura normal soacutelo

se produce el compuesto A y B siendo B un compuesto de degradacioacuten del A

Aunque el compuesto A es nefrotoacutexico en experimentacioacuten animal (ratas)

ocasionando lesioacuten del tuacutebulo proximal en humanos no se han comprobado

ninguacuten tipo de lesioacuten 11 Se elimina a traveacutes del pulmoacuten y el rintildeoacuten en forma de

metabolitos en un 2-3 y se metaboliza en el hiacutegado a traveacutes del citocromo p-

4502E1 siendo los productos metaboacutelicos maacutes importantes el ion fluacuteor y el

hexafluoroisopropanolol 11

13 Introduccioacuten13

13 13 13

37

112 Faacutermacos hipnoacuteticos y cirugiacutea cardiovascular

PROPOFOL

Efectos hemodinaacutemicos

En la literatura encontramos la asociacioacuten del propofol con la hipotensioacuten

arterial 27 Eacuteste disminuye en un 20-40 la presioacuten arterial (PA) sisteacutemica 28 - 31

sobre todo por el efecto vasodilatador sisteacutemico 30 32 33 y pulmonar 34 y la

depresioacuten de la actividad del componente cardiovascular del sistema nervioso

simpaacutetico 35 36 La velocidad de inyeccioacuten del propofol tambieacuten estaacute relacionada

con el descenso de la PA 37 La caiacuteda del gasto cardiacuteaco (GC) (-15) y del

volumen de eyeccioacuten sistoacutelico (-20) es moderada observaacutendose una

disminucioacuten de las resistencias vasculares sisteacutemicas (RVS) (-15 a -25) y del

iacutendice de trabajo del ventriacuteculo izquierdo (-30) 1 Los factores de riesgo de la

hipotensioacuten arterial son la edad superior a los 65 antildeos la administracioacuten

concomitante de derivados morfiacutenicos la cirugiacutea abdominal y ortopeacutedica el

sexo femenino la toma de benzodiacepinas y de betabloqueantes y los

pacientes ASA III 38 La frecuencia cardiaca (FC) sin embargo generalmente

no se ve afectada 39

Efectos a nivel miocaacuterdico

La administracioacuten de propofol conlleva una depresioacuten miocaacuterdica 40 con

disminucioacuten de la contractilidad 41 42 43 y disminucioacuten de consumo de oxiacutegeno

miocaacuterdico 44 45

13 Introduccioacuten13

13 13 13

38

Efectos en pacientes con cardiopatiacuteas congeacutenitas

Williams y cols 46 realizaron un estudio sobre los efectos hemodinaacutemicos

del propofol en los nintildeos con cardiopatiacuteas congeacutenitas que se sometiacutean a un

cateterismo cardiacuteaco electivo Clasificaron los pacientes en tres grupos

pacientes sin shunt cardiacuteaco pacientes con shunt izquierdo-derecho

(QpQsge1) y pacientes con shunt derecho-izquierdo (QpQslt1) [Qp= flujo

sanguiacuteneo pulmonar Qs=flujo sanguiacuteneo sisteacutemico] Tras la administracioacuten de

propofol la PA sisteacutemica y la RVS descendieron de forma significativa en todos

los grupos y la Qs aumentoacute la FC la presioacuten arterial pulmonar (PAP) media la

resistencia vascular pulmonar y la Qp no se modificaron el ratio de la

resistencias pulmonar a sisteacutemica aumentoacute en los tres grupos y QpQs

disminuyoacute en los pacientes con shunt intracardiaco con consecuentes

desaturaciones en pacientes con cardiopatiacutea cianoacutetica (QpQslt1) 46

SEVOFLURANO

Efectos hemodinaacutemicos

El sevoflurano produce una reduccioacuten dosis-dependiente del GC de la

PA media y del trabajo del ventriacuteculo izquierdo sin cambios en la FC en un

modelo experimental porcino 47

13 Introduccioacuten13

13 13 13

39

Efectos a nivel miocaacuterdico

En los antildeos 80 el isoflurano era el anesteacutesico volaacutetil que habiacutea

demostrado tener las menores propiedades depresoras cardiacas 48 debido en

parte por sus propiedades vasodilatadoras 49 Sin embargo en un estudio

publicado en el antildeo 1990 50 se demuestra que el sevoflurano comparado con

el isoflurano tiene los mismos efectos sobre la funcioacuten cardiaca y el flujo

coronario en perros pero no en la FC En estudios experimentales 51 los

anesteacutesicos volaacutetiles han demostrado mejorar la recuperacioacuten post-isqueacutemica a

nivel celular en corazones aislados y en animales

El Colegio Americano de Cardiologiacutea junto con la Asociacioacuten Cardiacuteaca

Americana (ACCAHA) en sus directrices de 2007 sobre la evaluacioacuten

cardiovascular perioperatoria y el manejo para la cirugiacutea no cardiaca 52 53

recomendaba el uso de los anesteacutesicos volaacutetiles como primera opcioacuten en la

anestesia general en pacientes hemodinamicamente estables con riesgo de

isquemia miocaacuterdica (Clase IIa) con un nivel de evidencia B Esta

recomendacioacuten se basaba en los resultados obtenidos en pacientes sometidos

a un bypass coronario por lo que fue objeto de criacutetica 52 53

Landoni y cols 54 publicaron un meta-anaacutelisis en el que mostraron que el

desflurano y el sevoflurano podriacutean reducir la mortalidad postoperatoria y la

incidencia de infarto de miocardio tras cirugiacutea cardiacuteaca con disminucioacuten de los

niveles de troponina cardiacuteaca postoperatoria menor necesidad de soporte

inotroacutepico menor tiempo de ventilacioacuten mecaacutenica menor estancia en unidad de

cuidados intensivos (UCI) y hospitalaria en general 54

13 Introduccioacuten13

13 13 13

40

Dos antildeos despueacutes Landoni y cols55 realizan otro meta-anaacutelisis en busca

de las propiedades cardioprotectoras de los anesteacutesicos volaacutetiles en pacientes

de alto riesgo sometidos a cirugiacuteas no cardiacas Concluyen que las

propiedades cardioprotectoras del desflurano y sevoflurano no se han

estudiado en la cirugiacutea no cardiaca ya que ninguacuten estudio aleatorizado

comparando desflurano o sevoflurano con los anesteacutesicos intravenosos habiacutea

abordado la incidencia de complicaciones tales como el infarto de miocardio o

la mortalidad 55

En los pacientes sometidos a cirugiacutea de bypass coronario existe una

creciente evidencia en el efecto protector cardiaco de los anesteacutesicos volaacutetiles

y de los opioides 56 La ACCAHA en 2011 57 persiste en su recomendacioacuten de

la anestesia inhalatoria para estos procedimientos (clase IIa) con un nivel de

evidencia A (en 2007 era nivel de evidencia B 52 53) Es muy probable que los

anesteacutesicos volaacutetiles y los opioides tambieacuten protejan a los corazones de los

pacientes quiruacutergicos no cardiacuteacos Sin embargo la edad la diabetes y el

remodelado miocaacuterdico disminuyen los beneficios cardioprotectores de los

anesteacutesicos 56

En resumen muchos anesteacutesicos modifican las variables

hemodinaacutemicas incluyendo la funcioacuten sistoacutelica la resistencia vascular y las

condiciones de precarga Estas alteraciones pueden tener efectos nocivos en

los pacientes con insuficiencia cardiaca produciendo inestabilidad

hemodinaacutemica Por lo tanto es fundamental tener en cuenta el efecto de los

faacutermacos anesteacutesicos en el paciente que se encuentra en tratamiento por su

insuficiencia cardiaca 58

13 Introduccioacuten13

13 13 13

41

113 Efecto de los anesteacutesicos sobre el flujo de los oacuterganos

Se ha demostrado que los faacutermacos anesteacutesicos tienen efecto sobre el

flujo de los oacuterganos asiacute Holmstroumlm y cols59 demostraron un mayor efecto

vasodilatador cerebral del desflurano con respecto al sevoflurano en un modelo

porcino De Hert y cols60describen un efecto cardioprotector del sevoflurano en

el intraoperatorio de cirugiacutea cardiacuteaca pero no encuentran diferencias con

respecto al propofol durante el postoperatorio Kaisti y cols61comparan

sevoflurano y propofol ambos disminuyen el flujo cerebral regional siendo esta

disminucioacuten mayor con el propofol sin embargo Conti y cols62 muestran un

efecto beneficioso del propofol con respecto a altas dosis de sevoflurano sobre

el flujo cerebral Incluso la dosis de los anesteacutesicos influye en la perfusioacuten de

los oacuterganos asiacute Kerbaul y cols63 describen una mayor perfusioacuten miocaacuterdica

con sevoflurano 26 (1 CAM) que con 39 (15 CAM) en un modelo

porcino y Crawford y cols64 describen alteraciones en el flujo hepaacutetico

espleacutenico y cerebral dependiendo de la dosis de sevoflurano empleada (05

CAM hasta 15 CAM) en ratas

114 Efecto de los anesteacutesicos sobre los biomarcadores de respuesta

inflamatoria y oacutexido niacutetrico

Efectos del propofol

El propofol posee efecto antioxidante e inmunomodulador 65 al eliminar

radicales libres de oxiacutegeno y disminuir la peroxidacioacuten lipiacutedica principalmente

en el hiacutegado pulmoacuten corazoacuten y rintildeoacuten 66 El propofol disminuye los niveles de

13 Introduccioacuten13

13 13 13

42

citoquinas plasmaacuteticas en el tejido pulmonar sin embargo en un estudio

reciente parece que no presenta efecto sobre la interleukina (IL) IL-1β en el

pulmoacuten 67 El propofol inhibe la produccioacuten inducida de oacutexido niacutetrico 68 69

Propofol frente a Sevoflurano

El propofol con respecto al sevoflurano produce una disminucioacuten de la

infiltracioacuten de neutroacutefilos de los niveles de citoquinas proinflamatorias en

plasma de la produccioacuten de radicales libres de oxiacutegeno y de la actividad de la

oacutexido niacutetrico sintasa (iNOS) 70

En la literatura encontramos estudios comparativos de la anestesia con

propofol y sevoflurano en diferentes cirugiacuteas entre ellas la cirugiacutea vascular 71

En este trabajo 71 la respuesta inflamatoria y el estreacutes oxidativo producido por

el clampaje aoacutertico es menor en el grupo anestesiado con propofol con

respecto al grupo del sevoflurano aunque ambos faacutermacos han demostrado

cierta modulacioacuten de la isquemia-reperfusioacuten sugiriendo un efecto protector de

los oacuterganos durante el clampaje aoacutertico abdominal 72

Estudios recientes muestran un efecto neuroprotector del sevoflurano en

la isquemia cerebral mediado por un mecanismo antiinflamatorio 73 asiacute como

un efecto protector del endotelio en humanos componente vital de los

oacuterganos 74

Otros autores comparando el efecto del desflurano sevoflurano y

propofol sobre el estreacutes oxidativo comprobaron que el desflurano produciacutea

13 Introduccioacuten13

13 13 13

43

mayor aumento de malondihaldeiacutedo (MDA) y el propofol lo disminuiacutea sin

embargo el sevoflurano no modificaba los niveles de este marcador de estreacutes

oxidativo 75 76

Kotani y cols demostraron que los efectos del isoflurano en el pulmoacuten

sano eran perjudiciales 77 Tambieacuten observaron que los niveles de expresioacuten

geacutenica de una serie de factores pro-inflamatorios aumentaban de manera

significativa en pulmones sanos 2 horas despueacutes de la inhalacioacuten de 15 CAM

de sevoflurano 78

Los anesteacutesicos volaacutetiles podriacutean alterar la respuesta inflamatoria

pulmonar modulando la secrecioacuten de citoquinas pro-inflamatorias por las

ceacutelulas pulmonares 79 Otros estudios muestran que los anesteacutesicos volaacutetiles

inhiben la liberacioacuten de factor de necrosis tumoral alfa (TNF-α) reduciendo asiacute

la inflamacioacuten 80

En los pacientes sometidos a ventilacioacuten unipulmonar Jin y cols 81

afirman que el sevoflurano en comparacioacuten con el propofol aumenta la lesioacuten

de la funcioacuten pulmonar durante la fase perioperatoria mediante factores

inflamatorios (TNL-α e IL-6 e IL-10) el empeoramiento del edema pulmonar y

la inhibicioacuten de la vasoconstriccioacuten pulmonar hipoacutexica 81

13 Introduccioacuten13

13 13 13

44

12 ASISTENCIA MECAacuteNICA CIRCULATORIA

121 Concepto de asistencia mecaacutenica circulatoria (AMC)

Epidemiologiacutea de la Insuficiencia Cardiaca

La Insuficiencia Cardiacuteaca (IC) es un siacutendrome complejo con una alta

prevalencia situaacutendose en torno al 10 en mayores de 70 antildeos 82 Su

incidencia es del 1 en mayores de 65 y del 9 entre los 80 y 89 antildeos de

edad 82 Es la primera causa de hospitalizacioacuten en los paiacuteses desarrollados en

los mayores de 65 antildeos siendo el 5 del total de los ingresos 82 Su

prevalencia estaacute aumentando en los uacuteltimos antildeos ya que el manejo

cardiovascular de los pacientes estaacute mejorando y la poblacioacuten envejeciendo

Aunque la supervivencia en estos pacientes ha ido aumentando la IC

continuacutea teniendo un mal pronoacutestico con una mortalidad aproximada del 50 a

los 5 antildeos del diagnoacutestico Debido a su elevada prevalencia y a su alta tasa de

ingresos-reingresos supone un problema de salud puacuteblica por su elevada carga

asistencial En conjunto se estima que los costes directos de la IC suponen el

1-2 del presupuesto sanitario de los paiacuteses desarrollados 83

En 1993 el estudio Framingham 84 publicoacute una incidencia anual

ajustada por edad de la insuficiencia cardiaca congestiva en personas de ge45

antildeos del 72 casos1000 en los hombres y 47 casos1000 en las mujeres

mientras que la prevalencia ajustada por edad de la insuficiencia cardiacuteaca fue

de 241000 en los hombres y el 251000 en mujeres durante la deacutecada de los

13 Introduccioacuten13

13 13 13

45

80 y una tasa de supervivencia a los 5 antildeos del 25 en hombres y el 38 en

mujeres 84 Por lo tanto la insuficiencia cardiaca se presenta como un

importante y creciente problema de salud puacuteblica a veces considerado incluso

como una nueva epidemia 83 85

Shock cardiogeacutenico

El shock cardiogeacutenico es un estado de inadecuada perfusioacuten tisular

debida a una disfuncioacuten cardiaca Es una complicacioacuten del infarto agudo de

miocardio con una incidencia que variacutea del 5 al 15 y de muy alta

mortalidad 86

Por otro lado los pacientes sometidos a cirugiacutea cardiacuteaca

(revascularizaciones miocaacuterdicas y recambios valvulares) pueden desarrollar

un shock cardiogeacutenico postcardiotomiacutea situacioacuten en la que no se puede retirar

la circulacioacuten extracorpoacuterea Presenta una incidencia que variacutea entre el 02 87

1 88 llegando hasta el 6 89 seguacuten las series publicadas

Tratamientos de la insuficiencia cardiaca la asistencia mecaacutenica circulatoria

(AMC)

Durante los uacuteltimos 20 antildeos el tratamiento de la IC ha mejorado de

manera significativa gracias no soacutelo a las nuevas terapias farmacoloacutegicas

(inhibidores de la enzima convertidora de la angiotensina beta-bloqueantes)

sino tambieacuten a los tratamientos invasivos y dispositivos de asistencia De

13 Introduccioacuten13

13 13 13

46

hecho los avances en el soporte mecaacutenico es decir el desarrollo de

dispositivos de AMC maacutes eficientes han permitido reducir la morbimortalidad

en pacientes con insuficiencia cardiacuteaca terminal en lista de espera para un

trasplante Sin embargo el trasplante no puede ser la uacutenica solucioacuten debido no

soacutelo a un nuacutemero insuficiente de donantes disponibles sino tambieacuten al elevado

nuacutemero de pacientes no candidatos por presentar comorbilidades graves yo

edad avanzada La AMC ya no se concibe soacutelo como un puente al trasplante

sino como un tratamiento en siacute 90 ya que han demostrado ser dispositivos

eficaces capaces de reemplazar la funcioacuten cardiaca y de mantener la

estabilidad hemodinaacutemica del paciente hasta la llegada de un trasplante 91-93

Trasplante cardiaco

El trasplante cardiaco puede ser la uacutenica alternativa cuando todas las

opciones terapeacuteuticas han fracasado 94 Maacutes de la mitad de los pacientes

trasplantados urgentes en los uacuteltimos 5 antildeos llevaban implantado alguacuten tipo de

AMC 95 Estos dispositivos son cruciales para el mantenimiento y la

estabilizacioacuten previa al trasplante de los pacientes con IC aguda Permiten

mantener a los receptores en unas condiciones adecuadas hasta la aparicioacuten

de un oacutergano compatible No obstante debido a que en ocasiones el tiempo de

espera del oacutergano puede ser de semanas se hace necesario disponer de

dispositivos de asistencia ventricular de media y larga duracioacuten para evitar el

deterioro del paciente y que eacuteste se mantenga en buenas condiciones hasta el

trasplante cardiaco 95

13 Introduccioacuten13

13 13 13

47

La supervivencia obtenida con el trasplante cardiaco en Espantildea sobre

todo en los uacuteltimos antildeos lo situacutea como el tratamiento de eleccioacuten en las

cardiopatiacuteas irreversibles en situacioacuten funcional avanzada y sin otras opciones

meacutedicas o quiruacutergicas establecidas 95 Seguacuten los datos publicados en 2012 por

la Sociedad Espantildeola de Cardiologiacutea 95 el perfil cliacutenico medio del paciente que

se trasplantoacute en Espantildea en 2011 fue el de un varoacuten de 53 antildeos diagnosticado

de cardiopatiacutea isqueacutemica no revascularizable con disfuncioacuten ventricular grave y

clase funcional avanzada al que se implantoacute un corazoacuten de 38 antildeos

procedente de un donante fallecido por hemorragia cerebral y con un tiempo en

lista de espera de 122 diacuteas En los uacuteltimos antildeos se ha incrementado el nuacutemero

de trasplantes urgentes (el 38 en 2011 frente al 34 en 2010) El tiempo

medio de supervivencia se ha incrementado con los antildeos Asiacute mientras en la

serie total la probabilidad de supervivencia tras 1 5 10 y 15 antildeos es del 77 el

66 el 53 y el 39 respectivamente en los uacuteltimos 5 antildeos la probabilidad de

supervivencia tras 1 y 5 antildeos es del 80 y el 73 respectivamente La causa

maacutes frecuente de fallecimiento es el fallo agudo del injerto (16) seguido de

infeccioacuten (156) combinado de enfermedad vascular del injerto y muerte

suacutebita (14) tumores (123) y rechazo agudo (77) 95

Trasplante y Dispositivos de Asistencia Mecaacutenica

La proporcioacuten de pacientes trasplantados con asistencia se ha ido

incrementando con el tiempo En los uacuteltimos 7 antildeos ha alcanzado el 24 95 El

baloacuten de contrapulsacioacuten intraaoacutertico sigue siendo el maacutes utilizado aunque no

se ha incrementado su uso en los uacuteltimos 5 antildeos en cambio el oxigenador de

13 Introduccioacuten13

13 13 13

48

membrana extracorpoacutereo (ECMO) y los dispositivos pulsaacutetiles siacute han visto

significativamente incrementada su utilizacioacuten (fig 2)

Figura 2 Distribucioacuten del tipo de asistencia ventricular previa al trasplante por

periodos 95 (DAV dispositivo de asistencia ventricular ECMO oxigenador de

membrana extracorpoacutereo)

Historia de la AMC

El primer implante de AMC exitoso 96 fue realizado por los Dr Michael

DeBakey y Dr Domingo Liotta en 1966 en un paciente con shock

postcardiotomiacutea como puente al trasplante Hubo que esperar 20 antildeos despueacutes

para que las sistemas implantables y portaacutetiles de AMC se usaran de forma

terapeacuteutica como puente al trasplante 96 De hecho en la actualidad el uso de

asistencias ventriculares como puente al trasplante se considera una buena

opcioacuten para pacientes en shock cardiogeacutenico refractario 97 98

13 Introduccioacuten13

13 13 13

49

Epidemiologiacutea de la AMC

Reyes y cols 99 presentaron en 2006 un estudio observacional

descriptivo sobre la experiencia en el uso de AMC como puente al trasplante

cardiaco en el Hospital General Universitario Gregorio Marantildeoacuten y analizaron la

supervivencia y el pronoacutestico de dichos pacientes tras el trasplante Estudiaron

los pacientes portadores de AMC que fueron trasplantados entre los antildeos 1988

y 2005 (n=23) La edad media fue de 525plusmn84 antildeos Los motivos de inclusioacuten

en la lista de trasplante fueron postcardiotomiacutea (n=10) infarto de miocardio

(n=5) disfuncioacuten primaria del injerto (n=7) y miocardiopatiacutea dilatada (n=1) Los

modelos de AMC empleados fueron BioMed Comunidad de Madrid (n=9)

Abiomed BVS 5000 (n=13) y Biomeacutedicus (n=1) El tiempo en alerta cero del

paciente fue de 3 plusmn 24 diacuteas Las complicaciones intrahospitalarias fueron

neuroloacutegicas (n=7) infecciosas (n=12) renales (n=3) hemorraacutegicas (n=3) y

respiratorias (n=2) La mortalidad intrahospitalaria fue del 391 (n=9) la

supervivencia al antildeo del 552 y a los 5 antildeos del 322 La supervivencia al

antildeo fue del 923 en los pacientes que recibieron el alta domiciliaria Una

adecuada seleccioacuten de los pacientes y del tipo de asistencia son esenciales

para la obtencioacuten de buenos resultados 99

Ademaacutes de conocer las caracteriacutesticas de los sistemas de AMC es

importante conocer la situacioacuten que cada paiacutes presenta en cuanto a la

incidencia de trasplantes cardiacos Espantildea es uno de los paiacuteses con un mayor

nuacutemero de donantes 96 100 lo que permite que el nuacutemero de diacuteas que deben

esperar los pacientes hasta la llegada de un corazoacuten donante sea menor que el

13 Introduccioacuten13

13 13 13

50

de otros paiacuteses especialmente en los pacientes que se situacutean dentro de la

categoriacutea de alerta cero situacioacuten que les otorga prioridad nacional ante un

posible donante Si el tiempo de espera aumenta como en otros paiacuteses seriacutea

preciso replantearse el uso de dispositivos de AMC de mayor duracioacuten

Es preciso una experiencia continuada por parte del personal sanitario

asiacute como una adecuada seleccioacuten de los pacientes 101 102 para obtener

resultados satisfactorios 103 ademaacutes de las mejoras tecnoloacutegicas

Navia y cols 91 presentaron una supervivencia global en el paciente con

trasplante cardiaco (desde la implantacioacuten de la AMC como puente al

trasplante) del 69 El grupo alemaacuten de El-Banayosy y cols 104 utiliza el

sistema Abiomed soacutelo cuando se preveacute una asistencia durante un corto periacuteodo

de tiempo Samuels y cols 105 describen la experiencia de 45 pacientes

asistidos con el sistema Abiomed BVS 5000 con un porcentaje de pacientes

dados de alta del 31El sistema Abiomed BVS 5000 es un sistema disentildeado

para asistir al corazoacuten en espera de una recuperacioacuten del miocardio o como

puente al trasplante durante un corto periacuteodo de tiempo y cuyas principales

ventajas son su sencilla utilizacioacuten y su bajo coste 105 - 108

13 Introduccioacuten13

13 13 13

51

122 Clasificacioacuten y principales dispositivos

Asistencia mecaacutenicas circulatorias de FLUJO PULSAacuteTIL O CONTINUO

Existen tres generaciones de AMC 109 110

La primera generacioacuten de las AMC la constituye una bomba pulsaacutetil

imitando la accioacuten fisioloacutegica del corazoacuten proporcionando un excelente soporte

circulatorio y dando como resultado una larga supervivencia y mejor calidad de

vida 111-113 Entre estos dispositivos se encuentran el HeartMate I (XVE)

(Thoratec Inc Pleasanton California USA) Thoratec PVAD y Novacor N100

(WorldHeart Inc Salt Lake City Utah USA) y Abiomed BVS5000 y AB5000

En el antildeo 2009 el doctor Del Cantildeizo y cols 114 publicaron la descripcioacuten

de un nuevo dispositivo pulsaacutetil de bajo coste para soporte circulatorio a corto

plazo que incorpora una caacutemara de complianza Esta caacutemara funciona como

una auriacutecula y demostroacute en estudios experimentales in vivo mejorar la descarga

ventricular al llenarse principalmente durante la siacutestole mientras que en otros

dispositivos el llenado del dispositivo ocurre uacutenicamente durante la diaacutestole 114

Seguacuten la sangre avanza por el sistema circulatorio el flujo pulsaacutetil inicial

en la aorta es progresivamente amortiguado transformaacutendose en flujo continuo

a nivel de los capilares 115 (fig 3)

13 Introduccioacuten13

13 13 13

52

Figura 3 Presiones en el sistema circulatorio [Smith JJ Kampine JP

Circulatory physiology The essentials 3rd Edition Baltimore MD Williams amp

Wilkins 1990]

La segunda generacioacuten de AMC son bombas rotatorias (centriacutefugas o

axiales) que producen un flujo continuo (fig 4) y presentan un funcionamiento

sencillo Son silenciosas y mucho maacutes compactas que las de flujo pulsaacutetil

Tienen una superficie de contacto de la bomba con la sangre maacutes pequentildea y

menos trombogeacutenica sin zonas de estancamiento y sin vaacutelvulas artificiales Se

incluyen dispositivos como las bombas de flujo axial HeartMate II (Thoratec

Inc Pleasanton California USA) Jarvik 2000 el MicroMed DeBakey

(MicroMed Technology Inc Houston Texas USA) la Impella Recover y de

flujo centriacutefugo la TandemHeart La bomba centriacutefuga Biomeacutedicus es un

dispositivo de segunda generacioacuten relativamente barato en comparacioacuten con

otros dispositivos maacutes sofisticados Estos dispositivos se presentaron como

una solucioacuten para los pacientes con shock cardiogeacutenico post-infarto agudo de

miocardio y postcardiotomiacutea ya que presentaban una funcioacuten ventricular

izquierda (fraccioacuten de eyeccioacuten del ventriacuteculo izquierdo o FEVI) comprometida

13 Introduccioacuten13

13 13 13

53

que necesitaba un apoyo mecaacutenico a corto plazo como puente a la

recuperacioacuten

En la uacuteltima deacutecada el objetivo de los disentildeos de las AMC ha sido el

aumentar su tiempo de uso evolucionando desde la primera generacioacuten de

las bombas pulsaacutetiles a las bombas de ahora maacutes pequentildeas ligeras y de flujo

continuo Seguacuten la configuracioacuten del propulsor o rotor de la bomba (ldquospinning

impellerrdquo) los dispositivos de AMC de flujo continuo pueden ser de flujo radial

o axial116

Figura 4 Tipos de bombas seguacuten el flujo que producen Las flechas indican la

direccioacuten del flujo sanguiacuteneo que accede a la bomba de entrada (CE) y sale por

la caacutenula de salida (CS) [Garciacutea-Cosiacuteo Carmena MD Indicaciones de

asistencias ventriculares iquestalternativa o puente a trasplante Tipos de

asistencias ventriculares En Cardio Agudos Ed Grupo CTO 2015]

Los dispositivos de tercera generacioacuten son bombas centriacutefugas de flujo

continuo sin rodamientos Minimizan el contacto entre la bomba y el rotor axial

o centriacutefugo mediante el uso de la tecnologiacutea de levitacioacuten magneacutetica

reduciendo asiacute la friccioacuten y el desgaste del dispositivo 117 DuraHeart (Terumo

13 Introduccioacuten13

13 13 13

54

Heart Inc Ann Arbor Michigan EEUU) HeartWare HVAD (HeartWare

International Inc Framingham Massachussets EEUU) el Levacor

recientemente suspendido (WorldHeart Inc Salt Lake City Utah EEUU) 117

la bomba maglev Levitronix CentriMag Incor de flujo axial suspendido

magneacuteticamente (Berlin Heart AG Berliacuten Alemania) HeartWare HeartMate III

DuraHeart (Terumo Somerset EEUU) y Novacor II son los dispositivos

disponibles de tercera generacioacuten 118

Registro Interinstitucional INTERMACS para la AMC

El Registro Interinstitucional para la Asistencia Mecaacutenica Circulatoria

(INTERMACS) 119 es el mayor registro de la utilizacioacuten de dispositivos de AMC

con 145 hospitales participantes El Vordm informe anual INTERMACS publicado

en 2013 (el uacuteltimo presentado) incluye los datos de AMC de 23 de junio de

2006 a 30 de junio de 2012 utilizados en 6885 pacientes de los cuales 243

teniacutean previamente un dispositivo AMC siendo 72 pacientes pediaacutetricos y 9

con AMC de ventriacuteculo derecho De los 6561 pacientes con implante primario

de AMC de ventriacuteculo izquierdo (LVAD) 136 recibieron un trasplante 910

recibieron una asistencia ventricular izquierda de flujo pulsaacutetil (681 soacutelo

LVAD) y los restantes 5515 recibieron una asistencia ventricular izquierda de

flujo continuo (973 soacutelo LVAD) como puente al trasplante o como terapia de

destino La supervivencia para los LVAD de flujo continuo fue de 80 a 1 antildeo y

de 70 a los 2 antildeos 119

13 Introduccioacuten13

13 13 13

55

Dispositivo de AMC de eleccioacuten

Sigue existiendo controversia sobre queacute dispositivo de AMC tiene

mejores resultados Algunos estudios demuestran mejor flujo sanguiacuteneo con

las bombas pulsaacutetiles 120 121 otros describen menor tasa de infeccioacuten y de

fallos mecaacutenicos con las no-pulsaacutetiles 113 y otros estudios no encuentran

diferencias significativas entre ambos dispositivos 122 123 Otros estudios han

centrado sus objetivos en las diferencias existentes entre los dispositivos de

AMC (bombas de flujo pulsaacutetil versus bombas de flujo continuo) en lo que se

refiere a las alteraciones hemodinaacutemicas 123 124 perfusioacuten de los oacuterganos 122

125 asiacute como a la respuesta inflamatoria sisteacutemica 126

En un estudio previo al Vordm informe anual INTERMACS de 2013 119 (de un

antildeo menos de duracioacuten) con datos recogidos de 23 de junio de 2006 hasta el

31 de marzo de 2011 Holman y cols 127 hallaron una mayor durabilidad de las

bombas de AMC de flujo continuo frente a las de flujo pulsaacutetil Entendiendo por

problemas de durabilidad los episodios de reemplazo de la bomba en casos de

infeccioacuten trombosis-hemoacutelisis fallo de las caacutenulas fallo de la unidad central y

muerte debida a fallo de la bombacaacutenulas Un total de 3302 AMC fueron

implantadas (484 pulsaacutetiles y 2816 continuas) y 98 fueron intercambiadas o

causaron la muerte por problemas de durabilidad (46 pulsaacutetiles 52 continuas

el 3 de las implantadas) El intervalo para la aparicioacuten de un problema del

dispositivo fue mayor en el caso de las bombas de flujo continuo que en el de

las de flujo pulsaacutetil El estudio de las causas del intercambio de bomba o de

muerte relacionada con la bomba mostroacute (1) menor posibilidad de fallo de la

bomba de flujo continuo (2) similar intercambio y muerte relacionada con fallo

13 Introduccioacuten13

13 13 13

56

de las caacutenulas (3) similar intercambio y muerte relacionada con trombosis-

hemoacutelisis y (4) escasos intercambios o muertes relacionadas con infecciones

en las AVM de flujo continuo Los resultados en cuanto a la supervivencia

corroboran estos hallazgos pues el 54 de los pacientes con AVM de flujo

continuo frente al 23 de los pacientes con AVM de flujo pulsaacutetil seguiacutean vivos

y continuando con el soporte de la AVM tras 12 meses de implantacioacuten 127

En otro estudio recientemente publicado (2014) Sabashnikov y cols 128

analizan los resultados a corto plazo y predictores de mortalidad a los 90 diacuteas

de la implantacioacuten de una AMC de flujo continuo Entre Julio 2006 y Mayo 2012

se implantaron 117 AMC de flujo continuo como puente al trasplante La tasa

de mortalidad a los 90 diacuteas fue de 171 La optimizacioacuten de la situacioacuten pre-

operatoria del estado de la volemia de la precarga y de la funcioacuten del corazoacuten

derecho asiacute como la seleccioacuten basada en la edad de los pacientes candidatos

a un dispositivo de AMC izquierda son los factores criacuteticos que influyen en la

supervivencia tras la implantacioacuten de una AMC de flujo continuo 128

BIOMEacuteDICUS Bomba centriacutefuga de flujo continuo

Las bombas centriacutefugas pueden ser implantadas de forma raacutepida y

sencilla son faacuteciles de usar y son relativamente baratas 129 Su principal

caracteriacutestica es ser menos destructivas para las ceacutelulas sanguiacuteneas en

comparacioacuten con las bombas de rodillos 130

La bomba Biomeacutedicus BioPump modelo BPX-80 (Medtronic Inc

Minneapolis MN) es una bomba centriacutefuga magneacutetica Se encuentra disponible

13 Introduccioacuten13

13 13 13

57

en la mayoriacutea de centros de cirugiacutea cardiovascular y puede ser usada como

bypass feacutemoro-femoral bypass cardiopulmonar AMC y oxigenacioacuten de

membrana extracorpoacuterea (ECMO) 131 El modelo original fue el Modelo 600

producto de una investigacioacuten en el Instituto Nacional de Salud formando parte

de un programa de corazoacuten artificial desarrollado en 1970 Las caracteriacutesticas

en el tamantildeo y la forma del disentildeo se traducen en un flujo de sangre suave y

atraumaacutetico que disminuye los niveles de hemoacutelisis y la formacioacuten de trombos

En 1985 con la experiencia adquirida con el uso de el Modelo 600 salen al

mercado los modelos BP-80 y BP-50 La BioPump es una bomba centriacutefuga

basada en el principio del voacutertice

Componentes de la bomba Biomeacutedicus

Un voacutertice es un flujo turbulento en rotacioacuten espiral con trayectorias de

corriente cerradas Como voacutertice puede considerarse cualquier tipo de flujo

circular o rotatorio que posee vorticidad La vorticidad es un concepto

matemaacutetico usado en dinaacutemica de fluidos que se puede relacionar con la

cantidad de circulacioacuten o rotacioacuten de un fluido se define como la circulacioacuten por

unidad de aacuterea en un punto del flujo Si nosotros hacemos girar un fluido dentro

de un vaso de precipitado lleno estamos impartiendo energiacutea rotacional al

fluido y estamos creando otra forma de energiacutea movimiento Esta energiacutea hace

que el fluido sea impulsado hacia arriba al lado de las paredes del vaso de

precipitado Las caracteriacutesticas de todos los voacutertices son baja presioacuten en centro

del voacutertice y alta presioacuten hacia fuera del voacutertice

13 Introduccioacuten13

13 13 13

58

Las bombas centriacutefugas magneacuteticas estaacuten constituidas por una carcasa

riacutegida externa en forma de cono por cuyo veacutertice se efectuacutea la entrada de

fluido Dentro de este cono se disponen otros conos apilados (3 en el caso de

la BioPump) que al girar sobre su propio eje producen una presioacuten negativa

sobre el punto de entrada y empujan el fluido del circuito dentro de la bomba

(fig 5) Una vez que la sangre entra en la cabeza arterial la energiacutea cineacutetica es

transmitida a la sangre por los conos rotatorios generando presioacuten en la bomba

y permitiendo que la sangre se dirija hacia el punto de salida En la entrada y

salida del cabezal de la bomba no existen dispositivos oclusivos Si los conos

estaacuten parados y no rotan la sangre puede pasar Se utilizan caacutenulas de

derivacioacuten para conectar el ventriacuteculo a la bomba

El flujo que proporcionan las bombas centriacutefugas es de tipo continuo no

pulsaacutetil La cabeza de la bomba se instala en una consola portaacutetil que dispone

de un imaacuten rotatorio y transmite el movimiento a los conos internos El sistema

electroacutenico de la consola nos permite conocer la velocidad de los conos

(revoluciones por minuto) El gasto se calcula a traveacutes de un medidor de flujo

situado en la salida del cabezal

13 Introduccioacuten13

13 13 13

59

Figura 5 Fotografiacutea de la bomba Biomeacutedicus Recipiente de policarbonato con

tres conos en su interior encajados uno sobre otro con los dos conectores de

entrada y salida

La marca comercial de la consola es 550 Bio-Consola Medtronic

Biomeacutedicus Esta consola genera una fuera electromotriz transmitida a traveacutes

de un imaacuten a otro imaacuten en la bomba centriacutefuga (Bio-Pump BP-80 Meacutedicus

Biomeacutedicus) En su cara posterior presenta dos conexiones una para el flujo

de la bomba (Tx 50 Bio-Probe flow Transducer (transductor del flujo de la

sonda Medtronic Biomeacutedicus) y otra para la unidad motora externa (540 T

External drive Mototr Medtronic Biomeacutedicus) La bomba centriacutefuga puede

acoplarse directamente en la parte posterior de la consola o bien en la unidad

motora externa

Las bombas Biomeacutedicus tienen escasas complicaciones debidas a su

uso y el coste es relativamente bajo si lo comparamos con otros sistemas de

asistencia

13 Introduccioacuten13

13 13 13

60

En una revisioacuten de 129 casos Noon y cols 132 muestran que un nuacutemero

importante de pacientes con dantildeo reversible miocaacuterdico postcardiotomiacutea se

beneficiaron de un soporte temporal mediante una bomba centriacutefuga En esta

serie los pacientes presentaron varias complicaciones que incluyen

coagulopatiacutea insuficiencia o incluso fallo renal sepsis deacuteficits neuroloacutegicos

fallo ventricular arritmias y muerte el 563 de los pacientes fueron

destetados del soporte mecaacutenico y el 21 fue dado de alta vivo Las causas de

la muerte incluyeron fallo ventricular (624) arritmias (129) triage (cese de

medidas de soporte vital) (69) infarto de miocardio perioperatorio o paro

cardiacuteaco (05) coagulopatiacutea (40) sepsis (40) fallo del injerto (30) y

las relacionadas con el dispositivo (10) La uacutenica muerte relacionada con el

dispositivo se debioacute a un desplazamiento de la caacutenula venosa en la unidad de

cuidados intensivos que ocasionoacute una exanguinacioacuten Complicaciones

relacionadas con el dispositivo fueron vistas en el 16 de los pacientes 132

123 Asistencia mecaacutenica circulatoria parcial y total

Durante la siacutestole de la AMC la vaacutelvula de la caacutenula de entrada se

encuentra cerrada y la vaacutelvula de la caacutenula de salida abierta de modo que la

sangre mantiene un flujo direccionado hacia la aorta y no regresa al ventriacuteculo

izquierdo Durante la diaacutestole de la AMC se abre la caacutenula de entrada

(permitiendo la entrada de sangre a la maacutequina desde el ventriacuteculo izquierdo) y

se cierra la vaacutelvula de salida

13 Introduccioacuten13

13 13 13

61

La AMC puede producir una descarga total del ventriacuteculo (AMC total)

tratando de dar el mayor gasto cardiaco descargando de forma completa el

ventriacuteculo nativo o bien pueden realizar una descarga parcial (AMC parcial)

dando suficiente asistencia al ventriacuteculo nativo para mantener un correcto flujo

circulatorio y asiacute el ventriacuteculo nativo puede ayudar con su propio gasto Esto

uacuteltimo es importante cuando usamos una AMC como puente a la recuperacioacuten

del ventriacuteculo nativo

En la literatura se discute acerca de queacute tipo de asistencia es la mejor

Algunos autores 133 134 defienden el soporte total otros 135 136 opinan que el

soporte parcial puede presentar maacutes beneficios porque la asistencia total

puede producir atrofia de los miocitos

124 Asistencia mecaacutenica circulatoria y flujo de oacuterganos

En la actualidad la evidencia cliacutenica indica que la perfusioacuten y la funcioacuten

de los oacuterganos diana estaacuten bien mantenidos durante periacuteodos prolongados de

apoyo con un dispositivo de AMC 122 137 La perfusioacuten de los oacuterganos no parece

verse afectada por los tipos de flujo (pulsaacutetil frente no-pulsaacutetil) de AMC en un

modelo de fracaso cardiacuteaco croacutenico 138

Bajo circunstancias de circulacioacuten croacutenica sin pulso Saiacuteto y cols 139 no

encontraron diferencias en la histologiacutea de los oacuterganos diana (cerebro rintildeones

hiacutegado y corazoacuten) en asistencia pulsaacutetil y continua en un modelo experimental

en ovejas Tampoco encontraron diferencias en la presioacuten arterial media

aunque siacute en los niveles de renina en plasma (siendo maacutes elevados en los

13 Introduccioacuten13

13 13 13

62

animales con dispositivo de flujo continuo) esto podriacutea ser debido a una

respuesta de adaptacioacuten a la falta de presioacuten sanguiacutenea Tambieacuten hallaron un

adelgazamiento de la capa media de la aorta ascendente en ovejas con AMC

no-pulsaacutetil frente a las ovejas control 139 De hecho las resistencias vasculares

sisteacutemicas se elevan durante el uso de AVM de flujo continuo frente a las de

flujo pulsaacutetil 140

125 Asistencia mecaacutenica circulatoria y respuesta inflamatoria

Interleukinas y Factor de necrosis tumoral

La inflamacioacuten juega un papel importante en la patogeacutenesis del fracaso

cardiacuteaco 141 142 El TNF-α y las interleukinas IL-1β IL-1α e IL-6 son

clasificadas como citoquinas proinflamatorias en las respuestas primarias del

hueacutesped y la reparacioacuten de los tejidos 143 Las fuentes productoras de

citoquinas en el fracaso cardiacuteaco son muacuteltiples e incluyen el sistema inmune

los tejidos perifeacutericos y el fallo cardiacuteaco por si mismo 144 La hipoacutetesis de la

produccioacuten extramiocaacuterdica de citoquinas por endotoxinas bacterianas

causantes de dantildeo en la perfusioacuten tisular y de una hipoxia tisular 145 parece

maacutes probable Anker y cols 146 desarrollaron esta hipoacutetesis de la activacioacuten

inmunoloacutegica secundaria a una exposicioacuten de endotoxinas bacterianas debido

a episodios repetidos de edema intestinal hipoperfusioacuten intestinal y la

consecuente translocacioacuten bacteriana 146 De hecho son maacutes altos los niveles

13 Introduccioacuten13

13 13 13

63

seacutericos de endotoxinas en los pacientes con fracaso cardiacuteaco y edema y

disminuyen con tratamiento diureacutetico 147

Estudios cliacutenicos demuestran que los pacientes con fracaso cardiacuteaco

presentan un aumento del TNF-α y de las IL-6 IL-1β e IL-2 142 148 149 En

descompensaciones agudas de pacientes con disfuncioacuten sistoacutelica del ventriacuteculo

izquierdo se han encontrado aumentos de la IL-6 y de la proteiacutena C reactiva

(PCR) comparados con pacientes con FEVI conservada 150

La manera en que las citoquinas proinflamatorias afectan a la funcioacuten

mecaacutenica cardiacuteaca se diferencia en dos fases La fase temprana se caracteriza

por una raacutepida activacioacuten de los mecanismos de sentildealizacioacuten celular

interrelacionados entre siacute incluyendo respuestas celulares mediadas por

esfingoliacutepidos fosfoliacutepidos oacutexido-niacutetrico sintetasa (NOS) y oacutexido-niacutetrico (NO)

La respuesta puede ser estimuladora o depresora cardiaca dependiendo del

estado redox y metaboacutelico de la magnitud de la adaptacioacuten cardiaca y

respuestas reflejas y del efecto sineacutergico o antagoacutenico de las citoquinas

mediadoras Esta primera fase temprana va seguida de una fase tardiacutea maacutes

prolongada de depresioacuten uniforme de la contractilidad basal y estimulada151

En estudios experimentales las citoquinas estimulan el remodelado del

ventriacuteculo izquierdo 152 y la reversioacuten aguda de la disfuncioacuten contraacutectil 153 154 El

fracaso multiorgaacutenico tras cirugiacuteas mayores incluida la cirugiacutea cardiacuteaca se

atribuye a las citoquinas proinflamatorias TNF-α IL-1 IL-6 e IL-8 155 156

13 Introduccioacuten13

13 13 13

64

Pacientes portadores de AMC

El contacto de la sangre con las superficies artificiales de las AMC estaacute

asociado a alteraciones del sistema inmunoloacutegico y de la coagulacioacuten 157 158

Los pacientes portadores de estos dispositivos presentan alteraciones de

mediadores de respuesta inflamatoria y de estreacutes oxidativo 126 155 159 160 TNF

C3a C5a IL-6 IL-10 PCR y por ello riesgo de dantildeo orgaacutenico (dantildeo

neuroloacutegico pulmonar renal hepaacutetico etc) Sin embargo los niveles seacutericos

de estas citoquinas pro-inflamatorias no tienen un papel bien definido Lo que siacute

estaacute establecido es que la optimizacioacuten perioperatoria de los pacientes a los

que se les va a implantar estos dispositivos es fundamental para disminuir la

morbi-mortalidad Un aumento en las citoquinas seacutericas induce interacciones

entre los neutroacutefilos y el endotelio hipercoagulopatiacutea intravascular y conlleva

un fracaso microcirculatorio 161 Para una exitosa implantacioacuten de una AMC

eacutesta debe hacerse antes de que se produzca una hiper-citoquinemia en el

paciente con fracaso cardiacuteaco es decir es fundamental realizar una seleccioacuten

adecuada de los pacientes y definir el momento adecuado de la implantacioacuten

160 162

El uso de la AMC estaacute asociado a un mejor pronoacutestico cuando se

producen cambios favorables en los niveles seacutericos de estos mediadores 156

163 siendo los niveles seacutericos de IL-6 e IL-8 predictores de pronoacutestico en los

pacientes con AMC que se encuentran en espera de trasplante cardiaco 164 La

implantacioacuten de la AMC da como resultado a corto plazo un descenso en los

niveles del TNF-α y de la IL-6 sin embargo no se producen cambios en el

CD14 ni en el receptor de TNF sugiriendo que el proceso fisiopatoloacutegico

13 Introduccioacuten13

13 13 13

65

resultante en la respuesta inflamatoria no es alterado por la implantacioacuten de

una AMC 165

El TNF-α juega un papel importante en la inflamacioacuten celular pulmonar

mediada por los macroacutefagos Su produccioacuten inicia una cascada de respuestas

involucrando la expresioacuten de moleacuteculas de adhesioacuten y citoquinas expresadas

tanto en ceacutelulas inmunoloacutegicas como no-inmunoloacutegicas (ej ceacutelulas epiteliales

fibroblastos) dando como resultado la infiltracioacuten del tejido pulmonar dantildeado o

infectado por ceacutelulas inflamatorias 166 El TNF-α es un potente inotroacutepico

negativo El miocardio normal no expresa el TNF-α pero siacute expresa los dos

receptores de eacuteste Sin embargo en el corazoacuten disfuncionante hay un

aumento en la expresioacuten de TNF-α 167 Tambieacuten parece estimular junto con la

IL-1β la produccioacuten de oacutexido niacutetrico (NO) a traveacutes del estiacutemulo de la oacutexido-

niacutetrico sintetasa (iNOS) independiente del calcio 168 169 Concentraciones

ldquofisioloacutegicasrdquo bajas de NO pueden proteger a los miocitos frente al estreacutes

mecaacutenico y a la noradrenalina mientras que concentraciones ldquofisioloacutegicasrdquo maacutes

altas parecen causar un descenso en el nuacutemero de miocitos y deprimen asiacute la

contractilidad miocaacuterdica 169 La NO de origen cardiacuteaco inhibe la respuesta

inotroacutepico positiva a la estimulacioacuten beta-adreneacutergica en humanos con

disfuncioacuten del ventriacuteculo izquierdo El TNF-α induce apoptosis en los miocitos y

ceacutelulas endoteliales contribuyendo al fracaso cardiacuteaco 154

La IL-6 es una citoquina con un amplio espectro de efecto inmunoloacutegico

tanto humoral como celular 142 Se produce en respuesta a una infeccioacuten a la

IL-1 al interferoacuten gamma y al TNF-α y tiene una vida media plasmaacutetica menor

de 6 horas 170 La IL-1 es un mediador involucrado en la reaccioacuten inflamatoria

13 Introduccioacuten13

13 13 13

66

post-infarto que media en el remodelado del corazoacuten dilatado a traveacutes de la

activacioacuten de acciones especiacuteficas de leucocitos y fibroblastos 171

Peacuteptido natriureacutetico cerebral

Los peacuteptidos natriureacuteticos comprenden una familia de hormonas

vasoactivas que juegan un papel importante en la regulacioacuten de la homeostasis

cardiovascular y renal 172 Una forma de evaluar la respuesta neurohumoral se

basa en la determinacioacuten de los niveles de peacuteptido natriureacutetico cerebral

(PNC oacute BNP= brain natriuretic peptide) Aunque la determinacioacuten del peacuteptido

natriureacutetico auricular parece un mejor predictor de la disfuncioacuten del ventriacuteculo

izquierdo el PNC plasmaacutetico parece que complementa a los factores

pronoacutesticos tras un infarto agudo de miocardio al ser independiente de la

supervivencia a largo plazo 173 Los niveles de PNC reflejan una

descompensacioacuten en el estado hemodinaacutemico ya que su liberacioacuten al torrente

sanguiacuteneo es proporcional a la distensioacuten ventricular causada por una

sobrecarga volumeacutetrica 159 174 La implantacioacuten de una asistencia ventricular

conlleva la descarga de los ventriacuteculos nativos revirtiendo la situacioacuten de

desequilibrio de la volemia entre los ventriacuteculos lo que podriacutea normalizar el

estado neurohumoral La determinacioacuten de los niveles seacutericos de PNC podriacutea

ser un marcador para decidir el momento ideal de la implantacioacuten de la AMC

pero tambieacuten para hacer un seguimiento de la eficacia terapeacuteutica y de la

recuperacioacuten cliacutenica 175

13 Introduccioacuten13

13 13 13

67

Sistema del complemento

El sistema del complemento es un mecanismo de defensa proteoliacutetico

humoral basado en una cascada que comprende alrededor de 35 diferentes

proteiacutenas solubles y unidas a la membrana 176 El sistema del complemento

forma parte del sistema inmune innato y actuacutea a traveacutes de una controlada y

limitada proteoacutelisis de proteiacutenas mediante la activacioacuten de tres viacuteas la ldquoviacutea

claacutesicardquo la ldquoviacutea alternativardquo y la ldquoviacutea de la lectinardquo Las tres viacuteas convergen en la

formacioacuten de complemento C3 y C5 y en la viacutea final que activa la formacioacuten del

complejo de ataque de membrana 176 A nivel cardiaco el C3 activado (C3a)

causa taquicardia alteraciones en la conduccioacuten auriculo-ventricular fallo de la

contractilidad del ventriacuteculo izquierdo vasoconstriccioacuten coronaria y liberacioacuten

de histamina tras inyecciones en ceacutelulas cardiacas aisladas de cerdo 177

Niveles elevados de C3c (un producto de conversioacuten estable de C3) se han

relacionado con menor nivel de remodelado adverso y mejor supervivencia en

pacientes con fracaso cardiaco sistoacutelico estable 178

Proteiacutenas de choque teacutermico

Las citoquinas aumentan los niveles seacutericos de proteiacutenas protectoras en

el corazoacuten incluyendo las proteiacutenas de choque teacutermico (Hsp del ingleacutes Heat

Shock Proteins) 179 180 Descubiertas en 1962 en la mosca Drosophila en

respuesta a aumentos de temperatura Estas proteiacutenas se encuentran en

praacutecticamente todos los tejidos animales 181 Se ha visto que su expresioacuten estaacute

regulada por situaciones de estreacutes incluyendo aumentos de temperatura e

13 Introduccioacuten13

13 13 13

68

isquemia 182 En modelos animales la sobre-expresioacuten de Hsp70 (proteiacutena de

choque teacutermico de 70000 daltons) 183 ejerce un efecto protector sobre las

ceacutelulas cardiacuteacas frente a las lesiones de isquemia 184 185 Los niveles seacutericos

de Hsp70 aumentan de forma gradual a medida que avanza el fallo cardiacuteaco

pudiendo tener implicaciones en detecciones precoces del estadio B de la

ACCAHA (anomaliacuteas estructurales sin cliacutenica) y permitiendo asiacute monitorizar a

los pacientes de alto riego 186

Marcadores de estreacutes oxidativo

El sistema redox es esencial para el mantenimiento de la homeostasis

celular ya que mantiene un balance de oacutexido-reduccioacuten preservando el

equilibrio entre la produccioacuten de pro-oxidantes generados como resultado del

metabolismo celular y los sistemas de defensa anti-oxidantes La peacuterdida en

este balance lleva a un estado de estreacutes oxidativo 187 que no es maacutes que un

desequilibrio entre la produccioacuten de especies reactivas del oxiacutegeno y la

capacidad del sistema bioloacutegico de detoxificar raacutepidamente los reactivos

intermedios o reparar el dantildeo resultante Este dantildeo consiste en la formacioacuten de

radicales libres de oxiacutegeno (RLO) como son el anioacuten superoacutexido (O2-) el

peroacutexido de hidroacutegeno (H2O2) y el radical hidroxilo (OH-)durante el periodo de

reperfusioacuten 188

Los radicales libres son moleacuteculas que contienen un electroacuten no

apareado que los hace sumamente reactivos y capaces de dantildear a otras

moleacuteculas transformaacutendolas a su vez en moleacuteculas muy reactivas una reaccioacuten

13 Introduccioacuten13

13 13 13

69

en cadena que causa dantildeo oxidativo Las especies reactivas se forman como

productos del metabolismo de los radicales libres y aunque no todas son

radicales libres son moleacuteculas oxidantes que se transforman faacutecilmente en

radicales libres lo que les confiere la caracteriacutestica de ser compuestos muy

dantildeinos para las ceacutelulas Estas especies reactivas dantildean tanto al ADN como a

las proteiacutenas transportadoras 189

Las especies reactivas del oxiacutegeno (ROS) y las especies reactivas de

nitroacutegeno (RNS) juegan un importante papel en la regulacioacuten de la

supervivencia celular En general niveles moderados de ROSRNS pueden

funcionar como sentildeales promotoras de proliferacioacuten celular sin embargo

grandes aumentos de ROSRNS pueden conducir a la muerte celular Bajo

condiciones fisioloacutegicas el equilibrio entre la formacioacuten y la eliminacioacuten de

ROSRNS mantiene la funcioacuten apropiada de las proteiacutenas sensibles al redox

asegurando la homeostasis redox en la que las ceacutelulas responden de manera

adecuada a los estiacutemulos endoacutegenos y exoacutegenos Alteraciones de la

homeostasis redox conducen al estreacutes oxidativo 190 Los ROS incluyen iones de

oxiacutegeno radicales libres y peroacutexidos 191 Los RNS con mayor significacioacuten

fisioloacutegica el oacutexido niacutetrico (NO) y el peroxinitrito (ONOO-)

El NO es un radical libre descubierto como mediador intracelular en

1980 cuando se estudiaban los mecanismos de accioacuten de los nitratos como

faacutermacos vasodilatadores 192 Es un radical pequentildeo y gaseoso con una alta

afinidad para la interaccioacuten con hemoproteiacutenas ferrosas como la guanilato

ciclasa soluble y la hemoglobina 193 El NO se produce por la oxidacioacuten de L-

arginina en L-citrulina proceso catalizado por las oacutexido niacutetrico sintasas (NOS)

13 Introduccioacuten13

13 13 13

70

que utilizan nicotinamida adenina dinucleoacutetido fosfato (NADPH) y oxiacutegeno

como sustratos 194

La enzima NOS presenta tres isoformas la NOS neuronal (nNOS tipo I)

la NOS inducible (iNOS tipo II) y la NOS endotelial (eNOS tipo III) Muchos

tejidos expresan una o dos de estas tres isoformas Las nNOS y eNOS son

expresadas en respuesta a incrementos de la concentracioacuten del calcio

intracelular 187 La isoforma iNOS o tipo II se expresa de forma inducible en

macroacutefagos en respuesta a mediadores inflamatorios (citoquinas

lipopolisacaacuteridos etc) y su actividad es independiente del calcio 195

El NO media numerosos procesos fisioloacutegicos relajacioacuten del musculo

liso vascular y no vascular neurotransmisioacuten perifeacuterica y central activacioacuten

plaquetaria y fototransduccioacuten 196 A nivel vascular el NO actuacutea como un

potente modulador local del tono vascular y de la hemostasis El NO producido

por el endotelio de los vasos actuacutea sobre las ceacutelulas musculares lisas

vasculares o sobre las del mismo endotelio produciendo un efecto final de

relajacioacuten celular que se traduce en vasorelajacioacuten y alteracioacuten de la

permeabilidad del endotelio vascular

Hay poca evidencia de que la produccioacuten endoacutegena de NO en el corazoacuten

sano juegue un papel importante en la modulacioacuten directa de la funcioacuten

cardiacuteaca sistoacutelica En estados patoloacutegicos (cardiopatiacutea dilatada sepsis rechazo

de injerto) se piensa que el aumento en las concentraciones de NO a nivel

miocaacuterdico puede ser debido a la induccioacuten de iNOS dentro de los miocitos asiacute

como a la infiltracioacuten de ceacutelulas inflamatorias pero la situacioacuten en el corazoacuten

del ser humano sigue estando poco clara 197

13 Introduccioacuten13

13 13 13

71

13 JUSTIFICACIOacuteN

Tras el anaacutelisis previo realizado encontramos

bull Que los dispositivos de AMC son una opcioacuten terapeacuteutica en los

pacientes que se encuentran en lista de espera de trasplante cardiaco

Estos dispositivos son la solucioacuten a la escasez de donantes

bull Que los dispositivos de AMC tienen como misioacuten mantener la perfusioacuten

de los oacuterganos sin embargo se asocian a complicaciones que pueden

llevar al fracaso multiorgaacutenico

bull Que es fundamental la optimizacioacuten perioperatoria (tipo de dispositivo de

AMC monitorizacioacuten y faacutermacos) en la implantacioacuten del dispositivo de

AMC Nuestro grupo de investigacioacuten ha desarrollado una liacutenea de

investigacioacuten en el afaacuten de contribuir a dicha optimizacioacuten en la que se

ha estudiado cuaacutel es el dispositivo de AMC maacutes adecuado en lo que se

refiere al flujo de los oacuterganos 198

bull Que los faacutermacos anesteacutesicos volaacutetiles (sevoflurano) tienen un efecto

beneficioso sobre el flujo de los oacuterganos frente a los anesteacutesicos

intravenosos (propofol) en cirugiacutea cardiovascular

bull Que no existen o al menos no hemos sido capaces de encontrar

trabajos en la literatura que comparen ambos anesteacutesicos (sevoflurano y

propofol) en los dispositivos de AMC

13 Introduccioacuten13

13 13 13

72

En este trabajo trataremos de dilucidar la importancia de la

optimizacioacuten de los faacutermacos anesteacutesicos (propofol versus sevoflurano) en los

dispositivos de AMC y proponer el protocolo maacutes oacuteptimo en cuanto al flujo de

los oacuterganos

73

2- HIPOacuteTESIS Y OBJETIVOS

13 Hipoacutetesis13 y13 Objetivos13

13 13 13

74

La anestesia inhalatoria con agentes halogenados (sevoflurano) ha

demostrado una superioridad frente a la anestesia intravenosa (propofol) en lo

que se refiere al flujo de los oacuterganos en cirugiacutea cardiovascular Sin embargo en

los pacientes con AMC auacuten no hay evidencia de cuaacutel de las dos es superior en

lo que se refiere al flujo de los oacuterganos la respuesta inflamatoria y el estreacutes

oxidativo en los pacientes portadores de estos dispositivos

21- HIPOacuteTESIS

Como hipoacutetesis de trabajo sugerimos que el sevoflurano produce un

efecto protector sobre el flujo de los oacuterganos frente al propofol en los

dispositivos de AMC (H1) asumiendo como hipoacutetesis nula (H0) el hecho de que

el sevoflurano no produce este efecto

22- OBJETIVOS

1 Objetivo principal estudiar el efecto del sevoflurano y propofol en el

flujo de los oacuterganos en un dispositivo de AMC de flujo continuo

13 Hipoacutetesis13 y13 Objetivos13

13 13 13

75

2 Objetivos secundarios

21 Estudiar el efecto del sevoflurano y propofol en las variables

hemodinaacutemicas de gasometriacutea arterial y hematoloacutegicas en un dispositivo

de AMC de flujo continuo

22 Estudiar el efecto del sevoflurano y propofol en los

marcadores plasmaacuteticos de dantildeo tisular en un dispositivo de AMC de

flujo continuo

23 Estudiar el efecto del sevoflurano y propofol en los

marcadores plasmaacuteticos de respuesta inflamatoria y de estreacutes oxidativo

en un dispositivo de AMC de flujo continuo

23- PLANTEAMIENTO

En este trabajo para el cumplimiento de los objetivos se ha planteado el

siguiente disentildeo

- Se ha seleccionado como animal de experimentacioacuten al cerdo minipig

macho

- Estudio experimental comparativo randomizado de dos grupos

(sevoflurano versus propofol) seguacuten el hipnoacutetico utilizado en el

mantenimiento anesteacutesico en la AMC

PROPOFOL (Grupo PROP n=5)

SEVOFLURANO (Grupo SEVO n=5)

13 Hipoacutetesis13 y13 Objetivos13

13 13 13

76

- Meacutetodo utilizado

1 Medicioacuten del flujo de los oacuterganos mediante la teacutecnica de microesferas

de colores 199 200

2 Estudio de las variables hemodinaacutemicas mediante el cateacuteter de

arteria pulmonar

3 Estudio de las variables de gasometriacutea arterial y hematoloacutegicas y

medicioacuten de los marcadores de dantildeo tisular de respuesta

inflamatoria y de estreacutes oxidativo mediante la extraccioacuten de muestras

de sangre arterial

- Variables del estudio

1 Variable principal microesferas de colores

2 Variables secundarias paraacutemetros hemodinaacutemicos y de gasometriacutea

arterial marcadores de dantildeo tisular respuesta inflamatoria y estreacutes

oxidativo

- Las variables anteriormente descritas se estudiaron en tres momentos

- Antes del clampaje aoacutertico (Basal)

- Antes de iniciar la asistencia ventricular (AAs)

- Transcurridos 30 minutos de la asistencia parcial (AP 30rsquo)

77

3- MATERIAL Y MEacuteTODO

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

78

31 Material

311- Animal de experimentacioacuten

El animal utilizado en este estudio fue el cerdo minipig macho Estos

animales pertenecen a una liacutenea desarrollada por Sachs en el Instituto

Nacional de la Salud en Bethesda (Maryland Estados Unidos) 201 como modelo

animal para la investigacioacuten en el trasplante de oacuterganos mediante la seleccioacuten

de tres genotipos homocigotos independientes en relacioacuten con el complejo

mayor de histocompatibilidad

Los animales proceden de la granja que el Instituto Tecnoloacutegico de

Desarrollo Agrario (ITDA) de la Consejeriacutea de Medio Ambiente de la

Comunidad de Madrid posee en el Complejo Agropecuario de Aranjuez El

ITDA es un establecimiento autorizado inscrito con el nuacutemero EX 013-C en el

Registro Oficial de Establecimientos de criacutea suministradores y usuarios de

animales para la experimentacioacuten y otros fines cientiacuteficos de la Comunidad de

Madrid seguacuten la Orden de 4 de agosto de 1989 (BOCM de 24 de agosto) En

este centro los cerdos se encuentran en instalaciones construidas

especiacuteficamente para ganado porcino similares a las de una granja

convencional que garantizan su bienestar El traslado del cerdo desde la

granja hasta las instalaciones de la Unidad de Medicina y Cirugiacutea Experimental

del Hospital General Universitario Gregorio Marantildeoacuten se realiza 24 horas antes

del procedimiento quiruacutergico en una jaula individualizada en la que permanece

hasta el momento de la intervencioacuten El animalario dispone de un ambiente

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

79

controlado con temperatura de 20-22degC y humedad relativa del 55

Toda manipulacioacuten de los animales se llevoacute a cabo seguacuten las normas

recogidas en la Directiva 201063UE y RD 532013 sobre proteccioacuten de los

animales utilizados para experimentacioacuten y otros fines cientiacuteficos Fue

concedida la aprobacioacuten del Comiteacute de Eacutetica de Experimentacioacuten animal y del

Comiteacute de Investigacioacuten del Hospital General Universitario Gregorio Marantildeoacuten

312- Quiroacutefano e instalaciones

El estudio se realizoacute en la Unidad de Medicina y Cirugiacutea Experimental

del Hospital General Universitario Gregorio Marantildeoacuten de Madrid con nuacutemero de

registro ES280790000087

Las experiencias fueron realizadas en el quiroacutefano (fig 6) Eacuteste incluye

dos mesas quiruacutergicas que permiten buena movilidad en todos los planos del

espacio cuatro laacutemparas quiruacutergicas de alta intensidad y equipo de

instrumental quiruacutergico estaacutendar asiacute como material de microcirugiacutea material

especiacutefico de cirugiacutea cardiaca y material anesteacutesico

El procesamiento de las muestras se realizoacute en el laboratorio de biologiacutea

molecular de la Unidad de Medicina y Cirugiacutea Experimental

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

80

Figura 6 Vista panoraacutemica del quiroacutefano de la Unidad de Cirugiacutea Experimental

del Hospital General Universitario Gregorio Marantildeoacuten (HGUGM)

313- Material anesteacutesico

3131- Faacutermacos anesteacutesicos

Los faacutermacos anesteacutesicos empleados en el estudio fueron

- Ketamina (Ketolarreg 50mgmL Parke-Davis Madrid Espantildea)

- Sulfato de Atropina (Atropinareg1mgmL Braun Medical Tarragona

Espantildea)

- Propofol (Diprivanreg 1 Astra Zeneca Madrid Espantildea)

- Sevoflurano (Sevoranereg Abbot Laboratories SA Espantildea)

- Fentanilo (Fentanestreg015 mg3 mL Kern Pharma Barcelona Espantildea)

- Besilato de atracurio (Tracriumreg25 mg25 mL GlaxoSmithKline Espantildea)

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

81

3132- Material fungible

- Abbocath nordm20G para canalizacioacuten de vena perifeacuterica en oreja izquierda

- Tubo endotraqueal Para la intubacioacuten orotraqueal se utilizoacute un tubo

estaacutendar del nordm 55 o del 6 dependiendo del peso del espeacutecimen

modelo Murphy con baloacuten

- Cateacuteteres vasculares colocados mediante la teacutecnica de Seldinger para

canalizar la arteria y vena femorales (9 y 75 F respectivamente)

- Cateacuteter de Swan-Ganz (S-G) o cateacuteter de arteria pulmonar (75 F Swan-

Ganz CCOmbo catheter Edwards Lifesciences Irvine California

Estados Unidos)

3133- Sistemas de monitorizacioacuten hemodinaacutemica y ventilatoria

Monitorizacioacuten Hemodinaacutemica

- Monitor con electrocardiograma continuo y presioacuten arterial invasiva

(Siemens SC 9000 Siemens Medical Systems MA Estados Unidos)

- Monitor de gasto cardiaco continuo y oximetriacutea (Vigilance Edwards Critical-

Care Division Irvine California Estados Unidos)

- Desfibrilador con palas externas e internas (HVE Miami Estados Unidos)

Monitorizacioacuten Ventilatoria

- Respirador Draumlger SA 1 (Draumlger Medical AG Luumlbeck Alemania) (fig 7)

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

82

- Capnoacutegrafo Ohmeda 5250 RGM con pulsioximetriacutea (General Electric

Health Care Estados Unidos) (fig 8)

- Analizador de gases en sangre (GEMregPremiere 3000 Virginia Estados

Unidos) (fig 9)

Figura 7 Respirador

Draumlger SA 1

Figura 8Capnoacutegrafo

Ohmeda

Figura 9Analizador de

gases en sangre

GEMregPremiere

314- Dispositivo de asistencia mecaacutenica circulatoria

El dispositivo de asistencia mecaacutenica circulatoria empleado en el estudio

fue la bomba Biomeacutedicus 540 (Medtronicreg Minneapolis Estados Unidos)

La bomba Biomeacutedicus es un dispositivo de flujo continuo de localizacioacuten

extracorpoacuterea siendo posible la asistencia univentricular o biventricular La

bomba Biomeacutedicus estaacute compuesta de una estructura acriacutelica riacutegida no moacutevil

con una entrada y salida dispuestas entre ellas en aacutengulo recto El mecanismo

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

83

moacutevil o impulsor estaacute compuesto de varios conos paralelos que son impulsados

magneacuteticamente mediante un motor externo dispuesto en la consola de control

Dicho motor impulsa el disco metaacutelico localizado en la base del dispositivo

mediante fuerzas magneacuteticas por lo que no existe una continuidad entre el

motor y el disco metaacutelico de la bomba (fig 10)

Figura 10Fotografiacutea y esquema de la bomba Biomeacutedicus Entrada del flujo (A)

Salida del flujo (B) Conos (rotor) (C) Disco metaacutelico impulsor (D)

Tras el purgado de la bomba y la conexioacuten con las caacutenulas de entrada y

salida eacutesta es acoplada al motor de la consola (fig 11)

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

84

(A) (B)

Figura 11 Motor de la consola una vez implantada la bomba Biomeacutedicus

Caacutenula entrada del flujo sanguiacuteneo desde el ventriacuteculo (izquierda) (A) Caacutenula

de salida del flujo sanguiacuteneo hacia la aorta (derecha) (B)

Consola de control

La consola empleada en el estudio fue la Consola Biomeacutedicus

(Medtronic Biomedicusreg Inc Eden Prairie Minn) de la bomba centrifuga

Biomeacutedicus (fig 12) Esta consola incluye el motor donde se adapta la bomba

centrifuga en su parte frontal El panel de mandos presenta una gran

simplicidad ya que este tipo de bomba modifica el flujo dependiendo de las

revoluciones del motor Tambieacuten dispone de un sistema de alarmas para evitar

una elevada presioacuten negativa en el circuito asiacute como un sistema de parada si

se detecta aire en interior del circuito lo cual conllevariacutea un elevado riesgo de

embolismos aeacutereos

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

85

Figura 12 Consola Biomeacutedicus dos consolas independientes entre siacute

controlan los flujos y las revoluciones por minuto de la bomba

Caacutenulas

La caacutenula arterial empleada en el estudio fabricada por nuestro grupo

de investigacioacuten estaacute compuesta por una proacutetesis de PTFE (Goretexreg) de 10

mm de diaacutemetro unida a un conector de policarbonato Jostra 38-12 (MAQUET

GmbH ampCo KG) Para el drenaje del ventriacuteculo izquierdo se utilizoacute una caacutenula

Medtronic ultraflex de 23 F (Medtronic Inc Minneapolis Estados Unidos) Esta

caacutenula estaacute disentildeada originalmente para el drenaje venoso de la auriacutecula

derecha durante la circulacioacuten extracorpoacuterea Estaacute perforada en una sola etapa

con pared fina anillada resistente al acodamiento La punta es multiperforada

y ofrece un buen perfil de succioacuten si se posiciona adecuadamente (para ello se

realizoacute una marca para calcular la profundidad de colocacioacuten de la misma)

Para su conexioacuten a la asistencia se utilizoacute un conector de policarbonato Jostra

38-12 (Maquet GmbH amp Co KG)

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

86

Sistema de registro

- Transductores de presioacuten (Edwards Lifesciences Irving California

Estados Unidos) para monitorizar la presioacuten en la caacutenula de entrada y en

la de salida del dispositivo

- Medidores ultrasoacutenicos del flujo sanguiacuteneo desarrollados en el

Laboratorio de Circulacioacuten Artificial de la Unidad de Cirugiacutea Experimental

del Hospital General universitario Gregorio Marantildeoacuten Basados en placas

electroacutenicas DIGIFLOW EXT1 (EMTECreg Alemania) que se montan en

soportes metaacutelicos y se les antildeaden interfases con la electroacutenica

apropiada para visualizar la medida de flujo Las placas estaacuten provistas

de una salida analoacutegica que es la que utiliza el sistema de registro para

monitorizar el flujo instantaacuteneo Colocamos un sensor de flujo en la

caacutenula de salida del dispositivo de modo que pudimos monitorizar y

registrar de forma continua el flujo de la AMC

- Ordenador portaacutetil convencional (Para el control del dispositivo de

asistencia) conectado a un registrador que integra las sentildeales de

entrada y las incorpora al software (presiones flujos) El software de

registro y control de la asistencia fue disentildeado en el Laboratorio de

Circulacioacuten Artificial de la Unidad de Cirugiacutea Experimental del HGUGM

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

87

315- Marcadores del flujo de los oacuterganos

En nuestro estudio se utilizaron microesferas coloreadas para determinar

la distribucioacuten del flujo de los oacuterganos (Dye-Trak Triton Technology Inc San

Diego California Estados Unidos) Las microesferas tienen un diaacutemetro de 12

micras inyectaacutendose 15 millones de microesferas en cada momento del

estudio

3151-REACTIVOS

- Alcohol Etiacutelico (ETOH) (Sigma-Aldrich 27074-1)

- Tween 80 (Sigma-Aldrich 27436-4)

- Triton X-100 (Sigma-Aldrich 27074-1)

- Hidroacutexido Potaacutesico pellets (FW 5611) (Sigma-Aldrich 22147-3)

- Aacutecido Clorhiacutedrico 37 (Sigma-Aldrich 25814-8)

- Azida soacutedica (FW 6501) (Sigma-Aldrich 19993-1)

- Dimetil Formamida (DMF) (Sigma-Aldrich 15481-4)

- Etanol Acidificado (1l Etanol + 2 ml Aacutecido Clorhiacutedrico)

3152- SOLUCIONES

1 Solucioacuten para la digestioacuten alcalina (1M SDA)

1- Poner 2000 ml de agua destilada en un vaso de precipitado de 2 L

2- Colocarlo sobre un agitador magneacutetico con calefactor (a unos 50ordmC)

3- Poner en el vaso un imaacuten de agitacioacuten y comenzar a agitar a alta

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

88

velocidad

4- Antildeadir 11222 gramos de pellets de hidroacutexido potaacutesico al agua y agitar

hasta que la solucioacuten esteacute clara

5- Desconectar el calefactor y continuar agitando hasta que se alcance

la temperatura ambiente

6- Guardar la solucioacuten en botellas de plaacutestico

2 Solucioacuten acidificada de etanol

1- En un vaso de precipitado poner 1 litro de Etanol

2- Antildeadir 2 mL de Aacutecido Clorhiacutedrico (HCL al 37) y agitar

3- Guardar en botella de plaacutestico

4- Solucioacuten de HCL al 37 en Etanol al 02 volumenvolumen

3 Solucioacuten Tritonreg X-100 al 10

1- Poner 1800 mL de agua destilada en un vaso de precipitado de 2 L

2- Colocarlo en un agitador magneacutetico con calefactor ajustado a unos

50ordmC

3- Colocar un imaacuten agitador y agitar a alta velocidad

4- Antildeadir 020 gramos de Azida Soacutedica al agua destilada

5- Antildeadir 200 mL de Tritonreg X-100 y agitar hasta que la solucioacuten esteacute

clara

6- Desconectar el calefactor y dejar enfriar agitando hasta que la

solucioacuten alcance la temperatura ambiente

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

89

7- Guardar en botella de plaacutestico

4 Solucioacuten Tweenreg 80 al 10

En un tubo de polipropileno de 15 ml antildeadir 45 ml de agua destilada y

05 ml de Tweenreg 80 Poner en un agitador rotatorio durante 15 minutos

5 Solucioacuten Tweenreg 80 al 005 Solucioacuten Salina (solucioacuten transportadora de

microesferas STM)

Mezcla de 995 mL de suero salino con 05 mL de la Solucioacuten Tweenreg

80 al 10 Esta solucioacuten se utiliza para disolver las microesferas antes de

inyectarlas

3153- MATERIAL

- 50 mL de STM

- 4 tubos de polipropileno de 15 mL

- Jeringas de 2 5 y 10 mL (BD Plastipakreg Becton Dickinson SA

Madrid Espantildea)

- Agujas intravenosas 21 G de 082 mm x 254 mm (Monojet Magellanreg

Tyco Healthcare Group LP Estados Unidos)

- Espectrofotoacutemetro (Jenwayreg 6305 Reino Unido)

- Centriacutefuga refrigerada (Heraeusreg Espantildea)

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

90

3154- PREPARACIOacuteN DE LOS TUBOS DE MICROESFERAS (ME)

1 Marcar los tubos con los colores de las ME que van a llevar

2 Antildeadir a cada tubo 5 mL de STM

3 Antildeadir 15 mL de microesferas amarillas al tubo de amarillas

4 Antildeadir 15 mL de microesferas naranjas al tubo de naranjas

5 Antildeadir 15 mL de microesferas violetas al tubo de violetas

6 Enrasar todos los tubos a 10 mL con STM

7 Tapar los tubos y agitar

8 Dejar en nevera hasta su utilizacioacuten

316- Marcadores de respuesta inflamatoria

1 Cuantificacioacuten de HSPA1A (Hsp72Hsp70) 180

- Kit de ELISA EKS-715 (Assay-Designs-Stressgen Ann Arbor Michigan

USA)

2 Factor Necrosis Tumoral-alfa (TNF-α)

- Teacutecnica de ELISA comercial final (Quantikinereg Porcine TNF-α RampD

Systems Abingdon UK)

3 Complemento 3 (C3)

- Teacutecnica de ELISA saacutendwich comercial utilizando el Porcine Complement

3 (C3) ELISA Kit (Cat Nordm CSB-E06920p Cusabio Wuhan Hubei

Province 430223 PR China)

317- Marcador de estreacutes oxidativo Oxido Niacutetrico (NO)

- Kit Nitric Oxide ColorimetriC Assay Kit (Oxford Biomedical Research

Oxford MI 48371 USA)

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

91

32 Meacutetodo

321- Tipo de estudio

Estudio experimental comparativo randomizado (Microsoft Excel 2003)

de dos grupos seguacuten el hipnoacutetico utilizado en el mantenimiento anesteacutesico de la

experiencia

- PROPOFOL (Grupo PROP n=5)

- SEVOFLURANO (Grupo SEVO n=5)

322- Meacutetodo anesteacutesico

Inicialmente se premedicoacute al animal con ketamina (20 mgKg)

intramuscular (im) y atropina (004 mgKg) im Posteriormente se procedioacute a la

realizacioacuten de la anestesia general aplicando el siguiente protocolo

1- Monitorizacioacuten electrocardiograacutefica continua para la obtencioacuten de la

variable - FC frecuencia cardiaca

2- Colocacioacuten del pulsioxiacutemetro en la oreja del animal para la obtencioacuten

de la saturacioacuten arterial de oxiacutegeno

3- Canalizacioacuten de la vena marginal de la oreja

4- Induccioacuten anesteacutesica con propofol 4mgKg intravenoso (iv) y fentanilo

25 microgKg iv

5- Intubacioacuten orotraqueal y conexioacuten al respirador en modo ventilacioacuten

mecaacutenica controlada por volumen con fraccioacuten inspirada de oxiacutegeno

de 1 y volumen corriente de 6-12 mLKg para mantener normocapnia

6- Mantenimiento anesteacutesico con propofol 11-12 mgkgh (grupo

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

92

PROPOFOL) o con sevoflurano entorno 1 CAM (2) (grupo

SEVOFLURANO) junto con fentanilo 25 microgKg30 min y besilato de

atracurio 03 mgKg30 min

7- Canalizacioacuten de la arteria femoral derecha mediante teacutecnica de

Seldinger para el estudio de la variable

- PAm presioacuten arterial media sisteacutemica

8- Canalizacioacuten de la yugular interna derecha mediante teacutecnica de

Seldinger y colocacioacuten del cateacuteter de arteria pulmonar para la

obtencioacuten de las variables hemodinaacutemicas

- PAPm presioacuten arterial pulmonar media

- PVC presioacuten venosa central

- PCP presioacuten capilar pulmonar

- GC gasto cardiaco continuo

- Ic iacutendice cardiaco

- SvO2 saturacioacuten venosa mixta

- RVS resistencia vascular sisteacutemica

- IRVS iacutendice de resistencia vascular sisteacutemica

- RVP resistencia vascular pulmonar

- IRVP iacutendice de resistencia vascular pulmonar

- VS volumen sistoacutelico

- IVS iacutendice volumen sistoacutelico

- ITSVI iacutendice de trabajo del ventriacuteculo izquierdo

- ITSVD iacutendice de trabajo del ventriacuteculo derecho

- Ta temperatura

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

93

9Mediante gasometriacuteas arteriales hemos obtenido los paraacutemetros

- PaO2 presioacuten arterial de oxiacutegeno

- PaCO2 presioacuten arterial de dioacutexido de carbono

- HCO3- bicarbonato

- pH

10Hemograma para el estudio de los paraacutemetros hematoloacutegicos

- Hb hemoglobina

- Hcto hematocrito

- Plaquetas

- Hematiacutees

El estudio de las variables hemodinaacutemicas de gasometriacutea arterial y

hematoloacutegicas se realizaron en 3 momentos del estudio

- Antes del clampaje aoacutertico (Basal)

- Antes de iniciar la asistencia ventricular (AAs)

- Transcurridos 30 minutos de la asistencia parcial (AP 30rsquo)

323 Meacutetodo quiruacutergico

En todas las experiencias se aplicoacute el siguiente protocolo quiruacutergico

1 Realizacioacuten de esternotomiacutea media (con sierra portaacutetil Stryker) con

diseccioacuten por planos hasta el esternoacuten realizaacutendose hemostasia del muacutesculo y

del plano celular subcutaacuteneo con electrocauterio (Valleylab)

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

94

2 Una vez expuesto el mediastino anterior se colocoacute un separador (de

Finocchieto) y se realizoacute reseccioacuten del timo En este punto de la intervencioacuten

las dos venas mamarias internas se disecaron y ligaron para evitar

laceraciones accidentales y peacuterdida de sangre permitiendo una mayor

separacioacuten de las tablas esternales sin riesgo de lesioacuten de la vena innominada

Posteriormente se realizoacute la apertura del pericardio en T invertida colocando

puntos firmes de traccioacuten consiguiendo una adecuada exposicioacuten del corazoacuten

3 Colocacioacuten de un Abbocath 14G en la orejuela izquierda para

administrar la solucioacuten de las microesferas de colores viacutea idoacutenea para una

adecuada homogenizacioacuten y distribucioacuten posterior por los tejidos 202

4 Separacioacuten de la arteria pulmonar y aorta para realizar posteriormente

un clampaje lateral de la aorta (fig 13)

Figura 13 Separacioacuten aorta y arteria pulmonar

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

95

5 Administracioacuten de heparina soacutedica iv al animal (4 mgKg)

6 Cinco minutos despueacutes de la administracioacuten de la heparina se realizoacute

el clampaje lateral de la aorta toraacutecica ascendente (clampaje parcial clamp de

Derra) (fig 14A) Posteriormente se realizoacute una aortotomiacutea longitudinal de 15

cm y la anastomosis de la caacutenula eferente a la aorta (mediante sutura de

polipropileno de 50 Prolene) (fig 14B)

7 Tras completar la anastomosis se colocoacute un ldquoclamprdquo de tubos en la

caacutenula y se procedioacute al desclampaje lateral aoacutertico

8 Se implantoacute la caacutenula aferente o del aacutepex ventricular izquierdo Para

ello se realizaron dos suturas circulares o en ldquobolsa de tabacordquo en la punta del

ventriacuteculo izquierdo (usando una sutura de polipropileno de 30 Prolene) para

posteriormente pasar cada una por sendos torniquetes desechables Despueacutes

se realizoacute una incisioacuten en cruz en el centro de ambas bolsas (bisturiacute nordm 14) y se

dilatoacute con una pinza de Crile Finalmente se insertoacute la caacutenula aferente por este

orificio mediante movimientos rotacionales Se anudaron 2 ligaduras uniendo

los torniquetes y la caacutenula (fig 14C)

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

96

Figura 14 Clampaje lateral de la aorta toraacutecica ascendente (A) Exposicioacuten

aacutepex ventriacuteculo y colocacioacuten suturas circulares (B) Caacutenula de drenaje

ventriacuteculo izquierdo (aferente) y Caacutenula aoacutertica (eferente) (C)

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

97

324 Meacutetodo del estudio del flujo de los oacuterganos

En este estudio se utilizaron microesferas de colores para medir el flujo

sanguiacuteneo en los distintos tejidos meacutetodo ya descrito en la literatura 199 200 203 y

utilizado por nuestro grupo de investigacioacuten en estudios previos 198 El principio

baacutesico de las teacutecnicas de depoacutesito para la medida de flujos regionales consiste

en que el depoacutesito es proporcional al flujo (por unidad de volumen o masa de

tejido) es decir que la fraccioacuten de gasto cardiacuteaco que irriga una regioacuten en

particular estaacute definida por el depoacutesito fraccionado del marcador depositado en

dicha zona 200 La idea es que los marcadores depositados dan una medida por

unidad de volumen de tejido a nivel de los capilares En principio es mejor

medir el flujo por unidad de tejido extravascular puesto que la fraccioacuten de

sangre de un oacutergano no es la fraccioacuten metabolizante del oacutergano La medida

estaacutendar es ldquoflujo por gramo de tejido totalrdquo 200 Y es asiacute como el uso de

diferentes microesferas coloreadas en diferentes momentos nos permite

comparar el flujo en diferentes momentos analizando el nuacutemero de

microesferas coloreadas depositadas en cada oacutergano

VIacuteA DE ADMINISTRACIOacuteN

La inyeccioacuten de microesferas de colores se realizoacute a traveacutes de la

auriacutecula izquierda del animal

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

98

MOMENTOS ADMINISTRACIOacuteN MICROESFERAS

Las microesferas se administraron en 3 momentos del estudio

bull Antes del clampaje aoacutertico (Basal) microesferas BLANCAS

bull Momento Basal (una vez colocada la asistencia antes de su

puesta en marcha) (AAs) microesferas AMARILLAS

bull Asistencia Parcial (despueacutes de 30 minutos de asistencia parcial)

(AP 30) microesferas VIOLETAS

OacuteRGANO A ESTUDIAR

Se estudiaron los siguientes oacuterganos cerebro (loacutebulo frontal derecho e

izquierdo) corazoacuten (ventriacuteculos derecho e izquierdo) rintildeoacuten (polo inferior de

ambos rintildeones) pulmoacuten (loacutebulo medio del pulmoacuten derecho) hiacutegado (loacutebulo

izquierdo) e intestino delgado (iacuteleon terminal)

PROCESAMIENTO DE LAS MUESTRAS DE TEJIDO

Una vez obtenidas las muestras de los oacuterganos se aplicoacute el siguiente

protocolo

Obtencioacuten y almacenamiento

Obtener una muestra de tejido de unos 3 gramos (de cada oacutergano a

estudiar) y colocarla en un tubo de polipropileno de 15 mL Las muestras

pueden permanecer en nevera (0-40ordmC) durante 2-3 diacuteas o pueden permanecer

a temperatura ambiente durante cortos periodos de tiempo

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

99

Procedimiento de control

Antildeadir 10000 microesferas azules de control (100 microL) de una solucioacuten

control de microesferas azules agitadas constantemente a cada tubo

Protocolo Digestioacuten Alcalina

1 Se antildeaden 6 mL de SDA a los tubos de 15 mL Posteriormente se

colocan los tubos en una estufa a 50ordmC durante toda la noche Por la mantildeana

se abren los tubos para dejar escapar el gas acumulado y despueacutes se agitan

en voacutertice durante 15-30 segundos La mezcla de tejido deberaacute estar

completamente homogeneizada y los tubos se colocaraacuten de nuevo en la estufa

durante 1 hora maacutes

2 Despueacutes de la hora adicional repetir la agitacioacuten con voacutertice

Inspeccionar los tubos y si aparecen partiacuteculas de tejido sin digerir repetir el

procedimiento con la estufa a 60 ordmC hasta la digestioacuten total

3 Cuando haya finalizado el proceso de digestioacuten retirar los tubos de la

estufa y rellenarlos con agua destilada a 50 ordmC hasta la marca superior del

tubo Tapar los tubos y mezclarlos bien con agitacioacuten manual e inversioacuten

4 Centrifugar los tubos 15 minutos a 1500 g (2500 rpm) y aspirar el

sobrenadante verde-marroacuten de cada tubo sin aspirar el pellet

5 Resuspender el pellet con 10 Tritoacuten X-100 Usar 12 mL en los tubos

de 15 mL Los pasos siguientes requeriraacuten sonicacioacuten o agitacioacuten con voacutertice

para ayudar al proceso de digestioacuten Como se procesa cerebro se sustituye el

Tritoacuten al 10 por Tritoacuten al 15 y se repiten los pasos 5 y 6 dos veces

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

100

6 Centrifugar otra vez los tubos 5 minutos a 1500 g y aspirar el

sobrenadante de cada tubo sin aspirar el pellet

7 Resuspender el pellet con Etanol acidificado Usar 12 mL en los tubos

de 15 mL Mezclar con el voacutertice o el sonicador para deshacer el pellet Limpiar

el sonicador con alcohol despueacutes de cada utilizacioacuten

8 Centrifugar los tubos 5 minutos a 1500 g y aspirar el sobrenadante de

cada tubo sin aspirar el pellet

9 Resuspender el pellet con alcohol etiacutelico Usar 12 mL en los tubos de

15 mL Mezclar con el voacutertice o el sonicador para deshacer el pellet Limpiar el

sonicador con alcohol despueacutes de cada utilizacioacuten

10 Centrifugar otra vez los tubos 5 minutos a 1500 g y aspirar el

sobrenadante de cada tubo sin aspirar el pellet

Recuperacioacuten de las microesferas y anaacutelisis del colorante

Antes de realizar el anaacutelisis de los colorantes de microesferas se realizoacute

la calibracioacuten de la liacutenea base del espectrofotoacutemetro Esta calibracioacuten se realizoacute

con un ldquoscanrdquo con solo disolvente en la cubeta El ldquoscanrdquo se realizoacute sobre las

longitudes de onda de 350 a 700 nm

Protocolo de Recuperacioacuten de microesferas y colorante por evaporacioacuten

1 Dejar evaporar el pellet y la pequentildea cantidad de Alcohol Etiacutelico a

temperatura ambiente durante la noche La evaporacioacuten se puede acelerar con

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

101

una estufa a 50ordmC pero si se superan los 50ordmC el tubo de plaacutestico puede

absorber algo del colorante

2 Antildeadir 250 microL del disolvente (DMF) a las microesferas secas en cada

tubo y agitar con voacutertice

3 Dejar reposar los tubos durante 15 minutos como miacutenimo para permitir

que el disolvente extraiga el colorante de todas las microesferas Agitar los

tubos con voacutertice otra vez y centrifugarlos a 1500 g durante 5 minutos para

formar un pellet con las microesferas vaciacuteas y cualquier resto remanente

Aspirar el sobrenadante con una pipeta Pasteur cuidadosamente para no

aspirar nada del pellet del fondo

4 Colocar el sobrenadante en la cubeta del espectrofotoacutemetro para

medir la absorbancia

- Blanco 370 nm

- Amarillo 448 nm

- Violeta 594 nm

- Azul 670 nm

CAacuteLCULO DEL NUacuteMERO DE MICROESFERAS

El caacutelculo del nuacutemero de microesferas se basa en la absorbancia de una

solucioacuten control de 5000 microesferas (ME) para cada color utilizado

1- El nuacutemero absoluto de microesferas de una muestra se obtiene

dividiendo su absorbancia (Abs) por la absorbancia de 5000

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

102

microesferas del mismo color multiplicado por 5000

Nordm ME (muestra) = [Abs (muestra) Abs (5000 ME)] x 5000

2- Una vez calculado ese nuacutemero hay que corregirlo por el nuacutemero de

microesferas azules de control A cada tubo con la muestra de tejido se

le antildeaden 10000 microesferas azules de control para estimar las

microesferas que se pueden perder durante el procesado de las

muestras

Nordm ME (corregidas por azules) = [Nordm ME (muestra) Nordm ME (azules)] x 105

3- La siguiente correccioacuten la efectuamos por el nuacutemero de microesferas

que se inyectan al animal Se han inyectado 15 millones de

microesferas en cada inyeccioacuten

Nordm ME (por milloacuten) = Nordm ME (corregidas por azules)

millones de ME inyectadas

4- Por uacuteltimo debemos corregir el nuacutemero de microesferas por gramo

(g) de tejido analizado

Nordm ME (por milloacuten y g) = Nordm ME (por milloacuten) peso (g) de la muestra de tejido

Se obtiene al final el nuacutemero de microesferas por milloacuten y gramo de

tejido Para el estudio de los flujos tisulares se han calculado los porcentajes de

variacioacuten de las microesferas antes de asistencia respecto al momento basal

(antes de clampaje aoacutertico) y a los 30 minutos de asistencia parcial respecto al

momento antes de iniciar la asistencia 198

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

103

325- Meacutetodo del estudio de marcadores de dantildeo tisular

La muestra de sangre se obtiene de la arteria femoral derecha del

animal Esta es trasladada al laboratorio central del HGUGM donde se analizan

las siguientes determinaciones bioquiacutemicas

- ALT alanina aminotransferasa

- AST aspartato aminotransferasa

- GGT gamma-glutamil-transpeptidasa

- Bilirrubina

- FA fosfatasa alcalina

- LDH lactato deshidrogenasa

- Creatinina

- Urea

- Aacutecido Laacutectico

Las determinaciones bioquiacutemicas anteriormente descritas se realizaron

en 3 momentos del estudio

- Antes del clampaje aoacutertico (Basal)

- Antes de iniciar la asistencia ventricular (AAs)

- Transcurridos 30 minutos de la asistencia parcial (AP 30rsquo)

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

104

326- Meacutetodo del estudio de la respuesta inflamatoria

La sangre se obtiene de la arteria femoral derecha del animal en un

volumen aproximado de 10 mL por muestra que se recogen en dos tubos con

aacutecido etilendiaminotetraaceacutetico (EDTA) como anticoagulante

Se centrifugan a 3600 rpm durante 15 min a 4ordmC y el sobrenadante se

aliacutecuota en tubos eppendorf de 15 mL Se conservan a -80ordmC hasta su

procesamiento

1 Cuantificacioacuten de HSPA1A (Hsp72Hsp70)

Se cuantificoacute HSPA1A en muestras de plasma diluidas 15 mediante el

kit de ELISA EKS-715 siguiendo las instrucciones del fabricante El test EKS-

715 reconoce la HSPA1A recombinante y la forma nativa en plasma y suero y

no tiene reactividad cruzada con HSPA8 (Hsp70 constitutiva)

Se prepara una curva de calibracioacuten con 6 puntos partiendo de un

estaacutendar de [Hsp70] = 10 microgmL obteniendo un intervalo de 125 -020 ngmL

asiacute como un blanco de reaccioacuten Se pipetean por duplicado 100 microl de los

estaacutendares y las muestras de plasma (diluidas 15) La Hsp70 circulante se une

al anticuerpo monoclonal formando un complejo que queda fijado a la

microplaca La adicioacuten de anticuerpos policlonales de conejo especiacuteficos contra

estas proteiacutenas y un sustrato de tetrametilbenzidina genera un color azul de

intensidad proporcional a la cantidad de Hsp70 de cada muestra La reaccioacuten

se para antildeadiendo 2HSO4 2N La intensidad de color producido se lee a una

longitud de onda de 450 nm (referencia 540-570 nm) La concentracioacuten de

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

105

Hsp70 de las muestras expresada en ngmL se obtiene por interpolacioacuten en la

curva estaacutendar bilogariacutetmica de las absorbancias obtenidas en las muestras

desconocidas Los coeficientes de variacioacuten intra- e inter-ensayos fueron

lt10 La linealidad fue de 034-625 ngmL y la sensibilidad de 030 ngmL

2 Factor de Necrosis Tumoral alfa

EL TNF-α se cuantifica por duplicado en muestras de plasma no diluidas

mediante teacutecnica de ELISA comercial final de acuerdo con las instrucciones

del fabricante La concentracioacuten de TNFα se obtiene por interpolacioacuten sobre

curva patroacuten de regresioacuten lineal y rango de 375 pgmL-117 pgmL

La miacutenima dosis detectable de TNF-α porcino es de 28-50 pgmL con

una sensibilidad media de 37 pgmL No se ha detectado reactividad cruzada o

interferencias con otras interleuquinas porcinas

3 Complemento 3

El C3 se cuantifica en muestras de plasma porcino sin diluir mediante

teacutecnica de ELISA saacutendwich comercial utilizando el Porcine Complement 3 (C3)

ELISA Kit Para aumentar la sensibilidad del kit las muestras se incubaron en

la placa durante 20h a 4ordmC y posteriormente se siguieron las instrucciones del

fabricante La curva patroacuten se elaboroacute a partir de estaacutendares de 300 pgmL-94

pgmL

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

106

Las determinaciones de los biomarcadores de respuesta inflamatoria

anteriormente descritos se realizaron en 3 momentos del estudio

- Antes del clampaje aoacutertico (Basal)

- Antes de iniciar la asistencia ventricular (AAs)

- Transcurridos 30 minutos de la asistencia parcial (AP 30rsquo)

327- Meacutetodo del estudio del estreacutes oxidativo medicioacuten del NO

El plasma de los cerdos se diluyoacute 125 tras optimizar el desarrollo del kit

con el que se cuantificoacute Nitric Oxide ColorimetriC Assay Kit

A partir de una solucioacuten stock de 500 microM de NO y por diluciones seriadas

se elabora una curva patroacuten de entre 50 y 05 microM

El kit permite cuantificar con exactitud hasta 1pmolmicroL asymp1 microM de NO

La absorbancia final de las muestras se lee en un espectrofotoacutemetro

dotado con un filtro para una λ= 540 nm

La determinacioacuten de oacutexido niacutetrico se realizoacute en 3 momentos del estudio

- Antes del clampaje aoacutertico (Basal)

- Antes de iniciar la asistencia ventricular (AAs)

- Transcurridos 30 minutos de la asistencia parcial (AP 30rsquo)

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

107

328- Desarrollo de las experiencias

Los animales fueron asignados a uno de los 2 grupos de estudio (grupo

PROP y grupo SEVO) Una vez anestesiado el animal y colocado el dispositivo

de AMC se comenzoacute la experiencia propiamente dicha

El cateacuteter de arteria pulmonar nos permitioacute medir el gasto cardiaco

(previo al funcionamiento de la AMC) valor que nos sirvioacute como referencia del

gasto cardiaco basal que utilizamos para estimar el flujo en asistencia parcial

Para entrar en asistencia parcial ajustamos el flujo de la asistencia para

conseguir el 50 del gasto cardiaco basal El dispositivo de AMC permanecioacute

en fase de asistencia parcial durante 30 minutos Estos ajustes fueron

controlados principalmente por el sensor de flujo colocado en la caacutenula eferente

del dispositivo de AMC

Mediciones

Para estudiar el flujo de los oacuterganos se administraron microesferas de

colores en 3 momentos de la experiencia

- Antes del clampaje aoacutertico (Basal)

- Antes de iniciar la asistencia ventricular (AAs)

- Transcurridos 30 minutos de la asistencia parcial (AP 30rsquo)

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

108

Se realizaron en los 3 momentos del estudio anteriormente descritos

1 Estudios hemodinaacutemicos

2 Gasometriacuteas arteriales

3 Determinaciones hematoloacutegicas

4 Determinaciones de marcadores de dantildeo tisular

5 Determinaciones de biomarcadores de respuesta inflamatoria

6 Determinaciones de oacutexido niacutetrico

Finalizado el estudio el animal fue sacrificado con cloruro potaacutesico y se

obtuvieron biopsias del cerebro (loacutebulo frontal derecho e izquierdo) ventriacuteculo

izquierdo (endocardio y epicardio) ventriacuteculo derecho hiacutegado (loacutebulo

izquierdo) pulmoacuten (loacutebulo medio del pulmoacuten derecho) rintildeoacuten (polo inferior de

ambos rintildeones) e intestino delgado (iacuteleon terminal) para la realizacioacuten del

estudio del flujo sanguiacuteneo tisular

329- Meacutetodo estadiacutestico

Como se ha indicado en apartados anteriores la hipoacutetesis del estudio se

centra en la demostracioacuten objetiva de la superioridad de un protocolo

anesteacutesico (sevoflurano) en el flujo de los oacuterganos en los dispositivos de AMC

Por lo tanto el objetivo principal del estudio desde un punto de vista numeacuterico

se centra en la demostracioacuten de un aumento significativo en el valor medio de

los paraacutemetros que nos informan sobre la existencia de dicha superioridad

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

109

(medicioacuten del flujo de los oacuterganos mediante la teacutecnica de microesferas de

colores)

Tamantildeo muestral

Teniendo en cuenta la variable principal de estudio flujo de los oacuterganos

hemos calculado el tamantildeo muestral con el programa GRANMO

El tamantildeo muestral se ha prefijado en funcioacuten de otros estudios similares

59 Con 5 cerdos en cada grupo se obtiene una potencia del 90 para detectar

diferencias entre las medias de PROPOFOL y SEVOFLURANO de 50 o

maacutes Se asume un riesgo alfa del 5 y una desviacioacuten tiacutepica de 25

Este tamantildeo muestral ha permitido detectar como estadiacutesticamente

significativas la mayoriacutea de las comparaciones realizadas entre los 2 grupos en

el flujo de los diferentes oacuterganos

Estadiacutestica descriptiva

Para las variables cuantitativas continuas se calculoacute la media como

medida de tendencia central y el error estaacutendar de la media (SEM) como

medida de dispersioacuten

13 Material13 y13 Meacutetodo13

13 13 13

110

Estadiacutestica Inferencial

En el caso de las variables continuas en primer lugar se analizoacute si la

variable seguiacutea una distribucioacuten normal (Kolmogorov-Smirnov) En caso de

asumir normalidad se aplicoacute la t de Student para muestras independientes

Significacioacuten estadiacutestica P lt 005

Todos los datos obtenidos fueron introducidos y analizados con el

paquete estadiacutestico SPSS 200 para Windows (IBM Corp Armonk New York

USA) y S-PLUS 61

111

4- RESULTADOS

Resultados 13 13

112

Distribucioacuten de la edad peso y talla en los dos grupos experimentales

Los dos grupos de estudio el grupo sevoflurano y el grupo propofol no

mostraron diferencias significativas en la edad peso y talla de los animales

(Tabla 1)

Tabla 1 Distribucioacuten de la edad peso y talla en los dos grupos

experimentales grupo Propofol y grupo Sevoflurano

PROPOFOL (n = 5)

SEVOFLURANO (n = 5)

p

Edad (diacuteas) 126 plusmn 10 143 plusmn 7

028

Peso (Kg) 25 plusmn 3 34 plusmn 1

0052

Talla (cm) 87 plusmn 1 97 plusmn 2

007

Los valores se expresan en media plusmn SEM (error estaacutendar de la media) n = nuacutemero de cerdos

Resultados 13 13

113

41 Efecto de los anesteacutesicos sobre las variables hemodinaacutemicas

Para estudiar el comportamiento hemodinaacutemico en los dos grupos

propofol y sevoflurano se han obtenido las mediciones realizadas con el

electrocardiograma el cateacuteter de presioacuten arterial invasiva (insertado en la

arteria femoral) y el cateacuteter de arteria pulmonar (cateacuteter de Swan-Ganz)

Se han comparado las mediciones realizadas en los dos grupos en los 3

tiempos estudiados antes de realizar el clampaje (Basal) antes de iniciar la

asistencia (AAs) y tras 30 minutos de asistencia parcial (AP 30acute)

No se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas entre

los dos grupos en ninguno de los 3 tiempos estudiados en la frecuencia

cardiaca en la presioacuten arterial sisteacutemica (sistoacutelica diastoacutelica y media) en la

presioacuten de la arteria pulmonar (sistoacutelica diastoacutelica y media) en la presioacuten

venosa central ni en la presioacuten capilar pulmonar (tabla 2)

Resultados 13 13

114

Tabla 2 Variables Hemodinaacutemicas I mediciones antes del clampaje

(Basal) antes de la asistencia (AAs) y tras 30 minutos de asistencia

parcial (AP 30acute) en el grupo Propofol y en el grupo Sevoflurano

PROPOFOL (n = 5)

SEVOFLURANO (n = 5)

p

FC (latidosmin) Basal AAs AP 30ʹprime

107 plusmn 4 95 plusmn 4 101 plusmn 6

96 plusmn 9 89 plusmn 9 101 plusmn 6

0289 0546 0964

PAS (mmHg) Basal AAs AP 30ʹprime

109 plusmn 5 100 plusmn 3 85 plusmn 11

97 plusmn 6 105 plusmn 6 103 plusmn 8

0203 0632 0227

PAD (mmHg) Basal AAs AP 30ʹprime

63 plusmn 4 52 plusmn 3 53 plusmn 6

56 plusmn 7 50 plusmn 4 59 plusmn 6

0435 0677 0530

PAm (mmHg) Basal AAs AP 30ʹprime

80 plusmn 5 70 plusmn 3 65 plusmn 8

70 plusmn 7 65 plusmn 5 74 plusmn 7

0260 0384 0404

PAPS (mmHg) Basal AAs AP 30ʹprime

24 plusmn 2

29 plusmn 3 34 plusmn 2

30 plusmn 2

31 plusmn 2 40 plusmn 3

0066

0632 0081

PAPD (mmHg) Basal AAs AP 30ʹprime

17 plusmn 2 18 plusmn 1 20 plusmn 2

20 plusmn 1 18 plusmn 1 26 plusmn 3

0105 0543 0145

PAPm (mmHg) Basal AAs AP 30ʹprime

19 plusmn 2 23 plusmn 2 27 plusmn 1

24 plusmn 1 25 plusmn 2 33 plusmn 3

0064 0506 0083

PVC (mmHg) Basal AAs AP 30ʹprime

13 plusmn 2 15 plusmn 1 14 plusmn 3

17 plusmn 1 15 plusmn 1 16 plusmn 2

0189 0856 0584

PCP (mmHg) Basal AAs AP 30ʹprime

16 plusmn 1 18 plusmn 1

15 plusmn 05

20 plusmn 1 18 plusmn 1 19 plusmn 1

0056 0471 0052

FC frecuencia cardiaca PAS presioacuten arterial sistoacutelica PAD presioacuten arterial diastoacutelica PAm presioacuten arterial media PAPS presioacuten arterial pulmonar sistoacutelica PAPD presioacuten arterial pulmonar diastoacutelica PAPm presioacuten arterial pulmonar media PVC presioacuten venosa central PCP presioacuten capilar pulmonar Los valores se expresan como media plusmn SEM n = nuacutemero de cerdos

Resultados 13 13

115

La saturacioacuten venosa mixta el gasto cardiaco el iacutendice cardiaco el

volumen sistoacutelico y el iacutendice de volumen sistoacutelico fueron similares en ambos

grupos (propofol y sevoflurano) en los 3 momentos de estudio (Tabla 3)

Tampoco se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas en el

flujo administrado por la asistencia (propofol vs sevoflurano 095plusmn009 vs

1plusmn009 p=0639)

Tabla 3 Variables Hemodinaacutemicas II mediciones antes del clampaje

(Basal) antes de la asistencia (AAs) y tras 30 minutos de asistencia

parcial (AP 30acute) en el grupo Propofol y en el grupo Sevoflurano

PROPOFOL (n = 5)

SEVOFLURANO (n = 5)

p

SvO2 () Basal AAs AP 30ʹprime

82 plusmn 4 77 plusmn 4

82 plusmn 1

81 plusmn 3 82 plusmn 3 89 plusmn 3

0837 0429 0150

GC (lmin) Basal AAs AP 30ʹprime

26 plusmn 03 24 plusmn 03 25 plusmn 04

31 plusmn 05 3 plusmn 03

31 plusmn 04

0373 0185 0347

Ic(lminm2) Basal AAs AP 30ʹprime

36 plusmn 04 33 plusmn 05 36 plusmn 07

34 plusmn 05 34 plusmn 03 35 plusmn 04

0766 0921 0825

VS (ml) Basal AAs AP 30ʹprime

24 plusmn 2 25 plusmn 4 26 plusmn 5

34 plusmn 6 35 plusmn 6 31 plusmn 5

0133

0168 0469

IVS (mlm2) Basal AAs AP 30ʹprime

33 plusmn 3 35 plusmn 5 37 plusmn 8

37 plusmn 6 40 plusmn 6 36 plusmn 6

0537 0521 0878

SvO2saturacioacuten de oxiacutegeno venosa mixta GC gasto cardiaco IC iacutendice cardiaco VS volumen sistoacutelico IVS iacutendice de volumen sistoacutelico Los valores se expresan como media plusmn error tiacutepico de la media n = nuacutemero de cerdos

Resultados 13 13

116

Las resistencias vasculares sisteacutemicas las resistencias vasculares

pulmonares y ambos iacutendices de resistencias vasculares sisteacutemicas y

pulmonares fueron similares en ambos grupos (propofol y sevoflurano) en los 3

momentos de estudio Tampoco se han encontrado diferencias

estadiacutesticamente significativas en la temperatura (tabla 4)

Tabla 4 Variables Hemodinaacutemicas III mediciones antes del clampaje

(Basal) antes de la asistencia (AAs) y tras 30 minutos de asistencia

parcial (AP 30acute) en el grupo Propofol y en el grupo Sevoflurano Se han

reflejado las mediciones de la temperatura en los diferentes tiempos en

los dos grupos

PROPOFOL (n = 5)

SEVOFLURANO (n = 5)

p

RVS (dinsegcm5) Basal AAs AP 30ʹprime

2270 plusmn 299 2213 plusmn 379 1526 plusmn 195

1971 plusmn 991 1488 plusmn 162 1633 plusmn 308

0796 0183 0792

RVP (dinsegcm5) Basal AAs AP 30ʹprime

118 plusmn 16

246 plusmn 103 323 plusmn 56

139 plusmn 34 175 plusmn 31 376 plusmn 86

0921 0528 0637

IRVS (dinsegcm5m2) Basal AAs AP 30ʹprime

1641 plusmn 203 1583 plusmn 199 1128 plusmn 173

1701 plusmn 756 1368 plusmn 143 1433 plusmn 234

0945

0450 0351

IRVP (dinsegcm5m2) Basal AAs AP 30ʹprime

118 plusmn 16 171 plusmn 65 217 plusmn 37

139 plusmn 34 159 plusmn 32 339 plusmn 85

0587 0877 0269

Tordf (ordmC) Basal AAs AP 30ʹprime

363 plusmn 03 351 plusmn 02

339 plusmn 04

367 plusmn 02 359 plusmn 03

346 plusmn 04

0587

0080 0332

RVS resistencias vasculares sisteacutemicas RVP resistencias vasculares pulmonares IRVS iacutendice de resistencias vasculares sisteacutemicas IRVP iacutendice de resistencias vasculares pulmonares Tordf temperatura Los valores se expresan como media plusmn SEM n = nuacutemero de cerdos

Resultados 13 13

117

42 Efecto de los anesteacutesicos sobre las variables de la gasometriacutea arterial

y hematoloacutegicas

421 Variables de la gasometriacutea arterial

No se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas en la

oxigenacioacuten arterial los valores arteriales de pH bicarbonato y de PaCO2 entre

los dos grupos (propofol vs sevoflurano) en ninguno de los tres tiempos

estudiados (tabla 5)

Tabla 5 Variables de la gasometriacutea arterial mediciones antes del

clampaje (Basal) antes de la asistencia (AAs) y tras 30 minutos de

asistencia parcial (AP 30acute) en el grupo Propofol y en el grupo Sevoflurano

PROPOFOL (n = 5)

SEVOFLURANO (n = 5)

p

pH Basal AAs AP 30ʹprime

749 plusmn 003 740 plusmn 003 735 plusmn 003

749 plusmn 002 745 plusmn 002 737 plusmn 002

0957 0314 0583

PaO2 (mmHg) Basal AAs AP 30ʹprime

513 plusmn 27 503 plusmn 24 492 plusmn 43

407 plusmn 64 425 plusmn 42 483 plusmn 25

0182 0147 0867

PaCO2 (mmHg) Basal AAs AP 30ʹprime

34 plusmn 3 35 plusmn 2 38 plusmn 3

37 plusmn 3 38 plusmn 2 42 plusmn 3

0501 0428 0322

HCO3- (mEqL)

Basal AAs AP 30ʹprime

26 plusmn 1 22 plusmn 1 21 plusmn 1

28 plusmn 1 26 plusmn 1 24 plusmn 1

0195 0073 0052

PaO2 presioacuten arterial de oxiacutegeno PaCO2 presioacuten arterial de dioacutexido de carbono HCO3- bicarbonato Los valores se expresan como media plusmn SEM n = nuacutemero de cerdos

Resultados 13 13

118

422 Variables hematoloacutegicas

No se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas en la

glucemia en la hemoglobina en el hematocrito y en el recuento de hematiacutees y

plaquetas entre los dos grupos (propofol y sevoflurano) en ninguno de los tres

tiempos estudiados (tabla 6)

Tabla 6 Variables hematoloacutegicas mediciones antes del clampaje (Basal)

antes de la asistencia (AAs) y tras 30 minutos de asistencia parcial (AP

30acute) en el grupo Propofol y en el grupo Sevoflurano

PROPOFOL (n = 5)

SEVOFLURANO (n = 5)

p

Glucemia (mgdL) Basal AAs AP 30ʹprime

71 plusmn 5 67 plusmn 4

146 plusmn 71

68 plusmn 5 77 plusmn 12

71 plusmn 14

0635 0477

0377 Hb (gdL) Basal AAs AP 30ʹprime

74 plusmn 06 7 plusmn 01

8 plusmn 05

88 plusmn 05 74 plusmn 04

83 plusmn 07

0144 0337

0730 Hcto () Basal AAs AP 30ʹprime

207plusmn 18 197 plusmn 03 225 plusmn 14

257 plusmn 16 219 plusmn 12 245 plusmn 20

0079 0148 0452

Hematiacutees (10E6microLplusmn10E3) Basal AAs AP 30ʹprime

410 plusmn 322 367 plusmn 182

410 plusmn 468

495 plusmn 269 465 plusmn 389

525 plusmn 437

0079 0053

0110 Plaquetas (10E3microL) Basal AAs AP 30ʹprime

369 plusmn 49 331plusmn 50

447 plusmn 92

359 plusmn 67 340 plusmn 60

243 plusmn 42

0910 0911

0096 Hb hemoglobina Hcto hematocrito Los valores se expresan como media plusmn SEM n = nuacutemero de cerdos

Resultados 13 13

119

43 Efecto de los anesteacutesicos sobre las variables bioquiacutemicas

marcadores de dantildeo tisular

No se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas en los

marcadores de dantildeo tisular (AST ALT bilirrubina GGT FA LDH Creatinina y

aacutecido laacutectico) entre los dos grupos (propofol vs sevoflurano) en el momento

antes del clampaje aoacutertico (Basal) excepto en la urea basal en el grupo

sevoflurano que fue significativamente maacutes baja (tabla 7)

No se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas en los

marcadores de dantildeo tisular (AST ALT bilirrubina GGT FA LDH Creatinina

urea y aacutecido laacutectico) entre los dos grupos (propofol y sevoflurano) en el

momento antes de iniciar la asistencia (AAs) (tabla 7)

No se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas en los

marcadores de dantildeo tisular (AST GGT FA LDH creatinina urea y aacutecido

laacutectico) entre los dos grupos (propofol y sevoflurano) en el momento tras 30

minutos en asistencia parcial (AP 30acute) Sin embargo siacute se encontroacute una

disminucioacuten estadiacutesticamente significativa en los marcadores ALT y bilirrubina

en el grupo sevoflurano respecto al grupo propofol en el momento tras 30

minutos en asistencia parcial (AP 30acute) (tabla 7)

Resultados 13 13

120

Tabla 7 Variables bioquiacutemicas de marcadores de dantildeo tisular

mediciones antes del clampaje (Basal) antes de la asistencia (AAs) y tras

30 minutos de asistencia parcial (AP 30acute) en el grupo Propofol y en el

grupo Sevoflurano

PROPOFOL (n = 5)

SEVOFLURANO (n = 5)

p

ALT (UL) Basal AAs AP 30ʹprime

33 plusmn 2 29 plusmn 2 29 plusmn 2

26 plusmn 1 25 plusmn 2 23 plusmn 2

0054 0221 0048

AST (UL) Basal AAs AP 30ʹprime

35 plusmn 3

50 plusmn 10 94 plusmn 46

32 plusmn 5 35 plusmn 3 44 plusmn 3

0667 0116 0358

Bilirrubina (mg(dL) Basal AAs AP 30ʹprime

032 plusmn 010 025 plusmn 006 024 plusmn 002

018 plusmn 005 013 plusmn 002

012 plusmn 004

0273 0081 0028

GGT (UL) Basal AAs AP 30ʹprime

50 plusmn 6

63 plusmn 12 62 plusmn 22

43 plusmn 5 55 plusmn 8 47 plusmn 8

0398 0584 0496

FA (UL) Basal AAs AP 30ʹprime

95 plusmn 7 82 plusmn 8

89 plusmn 12

76 plusmn 6 72 plusmn 8 79 plusmn 7

0073 0428 0507

LDH (UL) Basal AAs AP 30ʹprime

395 plusmn 43 330 plusmn 19 374 plusmn 18

401 plusmn 41 331 plusmn 13 347 plusmn 27

0915 0943 0420

Creatinina (mgdL) Basal AAs AP 30ʹprime

051 plusmn 002 044 plusmn 003 045 plusmn 003

059 plusmn 003 057 plusmn 006 047 plusmn 003

0059 0085 0596

Urea (mgdL) Basal AAs AP 30ʹprime

282 plusmn 15 272 plusmn 22 282 plusmn 26

228 plusmn 11

222 plusmn 09 222 plusmn 12

0024 0059 0053

Aacutecido Laacutectico (mmolL) Basal AAs AP 30ʹprime

11 plusmn 01 15 plusmn 05 15 plusmn 03

1 plusmn 01 11 plusmn 02 12 plusmn 02

0550 0453 0434

ALT alanina aminotransferasa AST aspartato aminotransferasa GGT gamma-glutamil-transpeptidasa FA fosfatasa alcalina LDH lactato deshidrogenasa Los valores se expresan en media plusmn SEM ple005 vs sevoflurano (AP 30 min) n = nuacutemero de cerdos

Resultados 13 13

121

44 Efecto de los anesteacutesicos sobre la respuesta inflamatoria y estreacutes

oxidativo

No se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas en las

proteiacutenas de choque teacutermico (Hsp70) C3a TNFα y NO entre los dos grupos

(propofol y sevoflurano) en ninguno de los tres tiempos estudiados (tabla 8)

Tabla 8 Variables de la respuesta inflamatoria mediciones antes del

clampaje (Basal) antes de la asistencia (AAs) y tras 30 minutos de

asistencia parcial (AP 30acute) en el grupo Propofol y en el grupo Sevoflurano

PROPOFOL

(n = 5) SEVOFLURANO

(n = 5) p

Hsp70 (ngml) Basal AAs AP 30ʹprime

512 plusmn 111 568 plusmn 149 510 plusmn 087

408 plusmn 027 455 plusmn 048 398 plusmn 012

0386 0489 0268

C3a (ngml) Basal AAs AP 30ʹprime

2235 plusmn 475 1892 plusmn 329 1846 plusmn 312

1311 plusmn 410 1326 plusmn 377 141 plusmn 485

0191 0301 0479

TNFα (pgml) Basal AAs AP 30ʹprime

4270 plusmn 824 2916 plusmn 092

150345 plusmn 1512

3356 plusmn 1670 3468 plusmn 1068

147154 plusmn 3253

0615 0566 0372

ON (microM) Basal AAs AP 30ʹprime

61006 plusmn 3396 41812 plusmn 6644

28081 plusmn 12108

73261 plusmn 12993 69127 plusmn 1181 47865 plusmn 5020

0514 0143 0325

Hsp70 proteiacutena de choque teacutermico de 70000 daltons C3a complemento C3 activado TNF factor de necrosis tumoral ON oacutexido niacutetrico Los valores se expresan en media plusmn SEM (error estaacutendar de la media) n = nuacutemero de cerdos

Resultados 13 13

122

45 Efectos de los anesteacutesicos sobre las microesferas

No se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas en el

flujo sanguiacuteneo cerebral entre los dos grupos (propofol vs sevoflurano) antes

del inicio de la asistencia (tabla 9 fig 15)

Sin embargo siacute se ha encontrado un aumento del flujo sanguiacuteneo

cerebral estadiacutesticamente significativo tras 30 minutos de asistencia parcial en

ambos hemisferios cerebrales en el grupo sevoflurano respecto al grupo

propofol (tabla 9 fig15)

Tabla 9 Microesferas en ambos hemisferios cerebrales antes de la

asistencia (AAs) y tras 30 minutos de asistencia parcial (AP 30acute) en el

grupo Propofol y en el grupo Sevoflurano

PROPOFOL (n = 5)

SEVOFLURANO (n = 5)

p

LOacuteBULO FRONTAL DERECHO () AAs AP 30ʹprime

112 plusmn 7 91 plusmn 11

132 plusmn 10 171 plusmn 19

0152 0008

LOacuteBULO FRONTAL IZQUIERDO () AAs AP 30ʹprime

105 plusmn 5 95 plusmn 9

128 plusmn 10 176 plusmn 25

0109 0048

Los valores se expresan en media plusmn SEM ple005 vs sevoflurano (AP 30 min) ple001 vs sevoflurano (AP 30 min) n = nuacutemero de cerdos

Resultados 13 13

123

Figura 15 Flujo sanguiacuteneo cerebral en ambos loacutebulos frontales en los grupos

Sevoflurano (S) y Propofol (P) antes de asistencia (AAs) y a los 30 minutos de

la asistencia parcial (AP 30min) loacutebulo derecho (A) y loacutebulo izquierdo (B) Los

valores se expresan como media plusmn SEM ple005 vs sevoflurano (AP 30 min)

ple001 vs sevoflurano (AP 30acute)

Resultados 13 13

124

No se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas en el

flujo sanguiacuteneo en el ventriacuteculo derecho entre los dos grupos (propofol vs

sevoflurano) antes del inicio de la asistencia (tabla 10 fig 16A) Sin embargo

siacute se ha encontrado un aumento del flujo sanguiacuteneo estadiacutesticamente

significativo tras 30 minutos de asistencia parcial en el ventriacuteculo derecho (tabla

10 fig16A)

No se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas en el

flujo sanguiacuteneo en el pulmoacuten entre los dos grupos (propofol vs sevoflurano)

antes del inicio de la asistencia ni tras 30 minutos de asistencia parcial (tabla

10 fig 16B)

Tabla 10 Microesferas en el ventriacuteculo derecho y pulmoacuten antes de la

asistencia (AAs) y tras 30 minutos de asistencia parcial (AP 30acute) en el

grupo Propofol y en el grupo Sevoflurano

PROPOFOL (n = 5)

SEVOFLURANO (n = 5)

p

VENTRICULO DERECHO () AAs AP 30ʹprime

152 plusmn 25 53 plusmn 4

147 plusmn 12 123 plusmn 10

0849 lt0001

PULMOacuteN () AAs AP 30ʹprime

110 plusmn 9 76 plusmn 13

160 plusmn 43 138 plusmn 41

0319 0198

Los valores se expresan en media plusmn SEM ple0001 vs sevoflurano (AP 30 min) n = nuacutemero de cerdos

Resultados 13 13

125

Figura 16 Flujo sanguiacuteneo en el ventriacuteculo derecho (A) y en el pulmoacuten (B) en

los grupos Sevoflurano (S) y Propofol (P) antes de asistencia (AAs) y a los 30

minutos de la asistencia parcial (AP 30acute) Los valores se expresan como media

plusmn SEM ple0001 vs sevoflurano (AP 30acute)

Resultados 13 13

126

No se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas en el

flujo sanguiacuteneo en el ventriacuteculo izquierdo entre los dos grupos (propofol y

sevoflurano) antes del inicio de la asistencia (tabla 11 fig 17) Sin embargo siacute

se ha encontrado un aumento del flujo sanguiacuteneo en el ventriacuteculo izquierdo

estadiacutesticamente significativo tras 30 minutos de asistencia parcial en el grupo

sevoflurano respecto al grupo propofol epicardio (tabla 11 fig 17A) y

endocardio (tabla 11 fig17B)

Tabla 11 Microesferas en el ventriacuteculo izquierdo antes de la asistencia

(AAs) y tras 30 minutos de asistencia parcial (AP 30acute) en el grupo

Propofol y en el grupo Sevoflurano

PROPOFOL (n = 5)

SEVOFLURANO (n = 5)

p

EPICARDIO VI () AAs AP 30ʹprime

148 plusmn 19

50 plusmn 7

130 plusmn 6

123 plusmn 13

0432 0002

ENDOCARDIO VI () AAs AP 30ʹprime

133 plusmn 17 50 plusmn 5

144 plusmn 8

115 plusmn 11

0592 0001

VI ventriacuteculo izquierdo Los valores se expresan en media plusmn SEM ple001 vs sevoflurano (AP 30 min) ple0001 vs sevoflurano (AP 30 min) n = nuacutemero de cerdos

Resultados 13 13

127

Figura 17 Flujo sanguiacuteneo en el ventriacuteculo izquierdo en los grupos Sevoflurano

(S) y Propofol (P) antes de asistencia (AAs) y a los 30 minutos de la asistencia

parcial (AP 30acute) epicardio (A) y endocardio (B) Los valores se expresan como

media plusmn SEM ple001 vs sevoflurano (AP 30acute) ple0001 vs sevoflurano (AP

30acute)

Resultados 13 13

128

No se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas en el

flujo sanguiacuteneo en ambos rintildeones (tabla 12 fig 18) entre los dos grupos

(propofol y sevoflurano) antes del inicio de la asistencia Tampoco se han

encontrado diferencias significativas en el flujo en el rintildeoacuten tras 30 minutos de

asistencia parcial rintildeoacuten derecho (tabla 12 fig 18A) rintildeoacuten izquierdo (tabla 12

fig 18B)

Tabla 12 Microesferas en el rintildeoacuten antes de la asistencia (AAs) y tras 30

minutos de asistencia parcial (AP 30acute) en el grupo Propofol y en el grupo

Sevoflurano

PROPOFOL (n = 5)

SEVOFLURANO (n = 5)

p

RINtildeOacuteN IZQUIERDO () AAs AP 30ʹprime

114 plusmn 16 64 plusmn 12

114 plusmn 6 95 plusmn 7

0983 0067

RINtildeOacuteN DERECHO () AAs AP 30ʹprime

112 plusmn 14 67 plusmn 13

113 plusmn 4 94 plusmn 7

0960 0124

Los valores se expresan en media plusmn SEM n = nuacutemero de cerdos

Resultados 13 13

129

Figura 18 Flujo sanguiacuteneo en el rintildeoacuten en los grupos Sevoflurano (S) y Propofol

(P) antes de asistencia (AAs) y a los 30 minutos de la asistencia parcial (AP

30acute) rintildeoacuten derecho (A) y rintildeoacuten izquierdo (B) Los valores se expresan como

media plusmn SEM

Resultados 13 13

130

No se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas en el

flujo sanguiacuteneo en el hiacutegado entre los dos grupos (propofol vs sevoflurano)

antes del inicio de la asistencia (tabla 13 fig 19A) Sin embargo siacute se ha

encontrado un aumento del flujo sanguiacuteneo estadiacutesticamente significativo en el

grupo sevoflurano tras 30 minutos de asistencia parcial en el hiacutegado (tabla 13

fig 19A)

No se han encontrado diferencias estadiacutesticamente significativas en el

flujo sanguiacuteneo en el intestino entre los dos grupos (propofol vs sevoflurano)

antes del inicio de la asistencia ni tras 30 minutos de asistencia parcial (tabla

13 fig 19B)

Tabla 13 Microesferas en el hiacutegado y en el intestino antes de la asistencia

(AAs) y tras 30 minutos de asistencia parcial (AP 30acute) en el grupo

Propofol y en el grupo Sevoflurano

PROPOFOL (n = 5)

SEVOFLURANO (n = 5)

p

HIacuteGADO () AAs AP 30ʹprime

107 plusmn 4

73 plusmn 4

117 plusmn 13

136 plusmn 15

0462 0004

INTESTINO () AAs AP 30ʹprime

99 plusmn 3 98 plusmn 7

129 plusmn 14 176 plusmn 43

0098 0121

Los valores se expresan en media plusmn SEM ple001 vs sevoflurano (AP 30 min) n = nuacutemero de cerdos

Resultados 13 13

131

Figura 19 Flujo sanguiacuteneo en el hiacutegado (A) y en el intestino (B) en los grupos

Sevoflurano (S) y Propofol (P) antes de asistencia (AAs) y a los 30 minutos de

la asistencia parcial (AP 30acute) Los valores se expresan como media plusmn SEM

ple001 vs sevoflurano (AP 30acute)

132

5- DISCUSIOacuteN

13 Discusioacuten13

13 13 13

133

El objetivo de este proyecto es estudiar el efecto del sevoflurano y

propofol en el flujo de los oacuterganos en un dispositivo de AMC de flujo continuo

en un modelo porcino

En un proyecto anterior realizado en nuestro laboratorio al estudiar el

flujo sanguiacuteneo cerebral en diferentes dispositivos de AMC observamos que el

dispositivo de AMC con caacutemara de complianza mostraba un aumento del flujo

cerebral con respecto al dispositivo centriacutefugo Biomeacutedicus y al dispositivo

pulsaacutetil Berlin Heart 198 Estos resultados muestran la importancia en la eleccioacuten

del dispositivo de AMC en lo referente al flujo sanguiacuteneo cerebral Sin embargo

auacuten no se ha estudiado en profundidad la importancia de la optimizacioacuten de los

faacutermacos anesteacutesicos (propofol y sevoflurano) en los dispositivos de AMC en

lo referente al flujo sanguiacuteneo de los oacuterganos En el proyecto que nos ocupa

hemos convertido este problema en el objeto de estudio y hemos empleado el

mismo modelo experimental en cerdos (portadores de un dispositivo centriacutefugo

Biomeacutedicus)

La prevalencia de la insuficiencia cardiacuteaca avanzada ha aumentado en

los uacuteltimos antildeos y los dispositivos de AMC son una opcioacuten en el tratamiento

del paciente con insuficiencia cardiacuteaca terminal 204 La anestesia y el manejo

perioperatorio de los pacientes portadores de AMC requiere una extensa

monitorizacioacuten un manejo anesteacutesico adecuado con faacutermacos apropiados y

los cuidados postoperatorios de expertos 205 206 debido a las complicaciones

asociadas al uso de estos dispositivos (fallo orgaacutenico insuficiencia ventricular

derecha disfuncioacuten neuroloacutegica y arritmias) 207 208

13 Discusioacuten13

13 13 13

134

El objetivo de la AMC es mantener una adecuada perfusioacuten de los

oacuterganos 209 cuando el corazoacuten nativo no es eficaz en pacientes con

insuficiencia cardiaca terminal o en espera de un trasplante cardiaco En este

trabajo hemos tratado de dilucidar la importancia de la optimizacioacuten de los

faacutermacos anesteacutesicos (propofol versus sevoflurano) en los dispositivos de

AMC y proponer el protocolo maacutes oacuteptimo en cuanto al flujo de los oacuterganos la

respuesta inflamatoria y el estreacutes oxidativo Consideramos necesario este

estudio ya que en la praacutectica cliacutenica habitual las cirugiacuteas en las que se lleva a

cabo el implante de los dispositivos de AMC el mantenimiento anesteacutesico se

realiza con estos faacutermacos (sevoflurano propofol) y posteriormente los

pacientes pueden permanecer sedados en las unidades de cuidados

especiales a la espera de un corazoacuten o a la espera de la recuperacioacuten del

ventriacuteculo nativo 205 210-214 Estos pacientes tambieacuten pueden permanecer

sedados y necesitar ventilacioacuten mecaacutenica controlada durante largos periodos

en las unidades de cuidados especiales debido a la alta incidencia de las

complicaciones asociadas a estos dispositivos (sangrado que requiere

reintervencioacuten quiruacutergica 31 taponamiento cardiaco 28 arritmias 30-60

infeccioacuten 42 fallo del ventriacuteculo derecho 108 insuficiencia respiratoria 20-

30 complicaciones neuroloacutegicas 2-40 insuficiencia renal 3-28 e

insuficiencia hepaacutetica 2-8) 211 215 No olvidemos que el incremento en la

colocacioacuten de los dispositivos de AMC observado en los uacuteltimos antildeos va unido

al aumento de las intervenciones quiruacutergicas no cardiacas en estos pacientes

Stehlik y cols 216 muestran en su estudio de 155 pacientes con AMC la

necesidad de cirugiacutea no cardiaca en 59 pacientes Brown y cols 217 de 142

pacientes 27 y Chestovich y cols 218 de 363 pacientes 64 fueron sometidos a

13 Discusioacuten13

13 13 13

135

procedimientos no cardiacos Estos datos muestran que tanto la anestesia

general como la sedacioacuten son necesarias en los pacientes con AMC que

requieren una intervencioacuten quiruacutergica no cardiaca (realizacioacuten de

procedimientos diagnoacutesticos como endoscopias hemicolectomiacutea

colecistectomiacutea microcirugiacutea lariacutengea etc) 209

En nuestro estudio no hemos encontrado diferencias en las variables

hemodinaacutemicas entre los dos grupos (sevoflurano y propofol) en AMC sin

embargo en la literatura encontramos estudios que muestran la disminucioacuten en

la PA y en la FC asociada al propofol en la induccioacuten anesteacutesica 219 El efecto

hipotensor del propofol se ha relacionado con un descenso en la RVS 220 o en

el GC 221 causado por una combinacioacuten de vasodilatacioacuten arterial y venosa 36

220 222 deterioro de los mecanismos reguladores barorreflejos 223 224 y

depresioacuten de la contractilidad miocaacuterdica 225 Aunque una inhibicioacuten del sistema

nervioso simpaacutetico podriacutea explicar todos los cambios hemodinaacutemicos inducidos

por el propofol 222 223 parece que el sistema parasimpaacutetico cardiacuteaco se inhibe

en mayor grado que el simpaacutetico durante la induccioacuten anesteacutesica con propofol

226 Ambos faacutermacos anesteacutesicos propofol y sevoflurano disminuyen la PA de

forma BIS-dependiente durante la induccioacuten anesteacutesica sin embargo la FC

parece no cambiar 226

Durante la cirugiacutea de la columna vertebral Albertin y cols 227 explican

por queacute el propofol provoca un mayor flujo de sangre pero menos sangrado

que el sevoflurano utilizando como supuesto una vasodilatacioacuten selectiva del

propofol (poscapilar vasodilatacioacuten venosa) diferente de la del sevoflurano

13 Discusioacuten13

13 13 13

136

(precapilar vasodilatacioacuten arteriolar) por lo que seriacutea de eleccioacuten el propofol

para producir hipotensioacuten durante la anestesia 227

En la literatura hemos encontrados estudios tanto en modelos animales

47 59 61 64 228 como en humanos 62 que muestran el efecto del propofol y los

anesteacutesicos volaacutetiles sobre el flujo de los oacuterganos sin embargo no hemos

podido encontrar trabajos que relacionen dicho efecto con los dispositivos de

AMC

Por otro lado la anestesia inhalatoria (sevoflurano) ha demostrado

superioridad frente a la anestesia intravenosa (propofol) en cirugiacutea

cardiovascular 60 71 229 230 sin embargo auacuten no se ha demostrado dicha

superioridad en la implantacioacuten de dispositivos de AMC

Se han realizado diferentes estudios para evaluar los efectos de los

faacutermacos anesteacutesicos sobre el metabolismo y el flujo sanguiacuteneo en el cerebro

Los resultados son sin embargo en parte contradictorios Algunos autores han

demostrado que los anesteacutesicos volaacutetiles disminuyen el flujo sanguiacuteneo

cerebral 47 61 231 mientras otros autores describen un aumento del mismo 232

233 La comparacioacuten de diversos estudios es difiacutecil debido a la variedad de

especies animales estudiadas y la falta de grupos control adecuados en

algunos estudios Ademaacutes algunos meacutetodos estaacuten restringidos uacutenicamente a

cambios globales o a ciertas aacutereas del cerebro y algunos proporcionan datos

soacutelo relativos

En nuestro trabajo el sevoflurano mostroacute un mayor flujo sanguiacuteneo

cerebral que el propofol tras la implantacioacuten de una AMC Este es el primer

13 Discusioacuten13

13 13 13

137

estudio que demuestra un efecto beneficioso del sevoflurano en comparacioacuten

con el propofol sobre el flujo sanguiacuteneo cerebral en una bomba centriacutefuga

Biomeacutedicus 540 en un modelo porcino Este aumento del flujo sanguiacuteneo

cerebral podriacutea deberse a la vasodilatacioacuten cerebral producida por los

anesteacutesicos volaacutetiles 59 234 235 no observada con el propofol 236 237 De hecho

el propofol produce vasoconstriccioacuten cerebral indirectamente al disminuir el

metabolismo cerebral 238 y disminuye la presioacuten intracraneal (PIC) en perros 236

El sevoflurano tiene un efecto vasodilatador intriacutenseco dosis-dependiente 61 232

235 sin aumentar la PIC 239 mientras que en las craneotomiacuteas la PIC es menor

en la anestesia con propofol en comparacioacuten con el uso de sevoflurano 240 La

tomografiacutea por emisioacuten de positrones confirmoacute en seres humanos que tanto el

propofol como el sevoflurano causaban una disminucioacuten del flujo sanguiacuteneo

cerebral (FSC) sin embargo esta disminucioacuten era mayor con el propofol 61 231

Otros estudios reflejan que el descenso del FSC causado por el propofol puede

estar relacionado con el metabolismo cerebral 61 237

Bungdaard y cols 232 encontraron que el sevoflurano aumenta el FSC y

disminuye la resistencia cerebrovascular (RCV) de forma dosis-dependiente

preservando la reactividad al CO2 durante 15 (07 CAM) y 25 (13 CAM) de

sevoflurano 232 Kolbitsch y cols 233 encontraron que el sevoflurano a 04 CAM

causa vasodilatacioacuten cerebral regional la resistencia cerebrovascular regional

regional (RCVr) disminuye y el volumen sanguiacuteneo cerebral regional (VSCr)

aumenta El caacutelculo del tiempo medio de traacutensito cerebral vascular regional

(rMTT o TMTr) mostroacute que el flujo FSCr aumentoacute relativamente maacutes que el

volumen VSCr indicando asiacute que el aumento observado del flujo FSCr durante

la inhalacioacuten de sevoflurano no se puede explicar soacutelo con la vasodilatacioacuten 233

13 Discusioacuten13

13 13 13

138

Las complicaciones neuroloacutegicas en los pacientes portadores de AMC

estaacuten asociadas a una alta morbilidad y mortalidad siendo su incidencia entre

el 2 y el 48 El tromboembolismo y el accidente cerebrovascular

hemorraacutegico son las complicaciones neuroloacutegicas maacutes frecuentes siendo la

isquemia cerebral por hipoperfusioacuten y el embolismo seacuteptico y aeacutereo menos

frecuentes 241 El mayor flujo sanguiacuteneo cerebral observado en nuestro estudio

con el sevoflurano podriacutea sugerir su indicacioacuten en pacientes con AMC ya que

la isquemia cerebral causada por baja perfusioacuten es una complicacioacuten

neuroloacutegica asociada a estos dispositivos

En nuestro trabajo el sevoflurano mostroacute un mayor flujo sanguiacuteneo en

el corazoacuten que el propofol tras la implantacioacuten de una AMC Este es el primer

estudio que demuestra un efecto beneficioso del sevoflurano en comparacioacuten

con el propofol sobre el flujo sanguiacuteneo en el corazoacuten en una bomba centriacutefuga

Biomeacutedicus 540 en un modelo porcino

El sevoflurano y el propofol son faacutermacos empleados en la praacutectica

cliacutenica habitual en la cirugiacutea cardiaca En la literatura encontramos trabajos que

muestran el efecto cardioprotector del sevoflurano en la cirugiacutea cardiaca en

humanos 60 229 El sevoflurano disminuye la actividad simpaacutetica y la

contractilidad miocaacuterdica en modelos animales 242 243 y sin embargo parece

tener escaso o ninguacuten efecto sobre la actividad simpaacutetica perifeacuterica en

humanos 244 y sobre el tono parasimpaacutetico cardiaco 226

13 Discusioacuten13

13 13 13

139

Los anesteacutesicos volaacutetiles han demostrado directamente o indirectamente

mejorar el precondicionamiento isqueacutemico lo que resulta en la cardioproteccioacuten

contra el infarto de miocardio y disfuncioacuten miocaacuterdica irreversible 245-249

Diferentes mecanismos estaacuten implicados en la induccioacuten del

precondicionamiento y disminucioacuten de la isquemia por reperfusioacuten del

sevoflurano viacutea caveoliacuten-3 por inhibicioacuten de la ciclooxigenasa 2 la proteiacutena

quinasa activada por AMP (adenosiacuten monofosfato) y por su efecto antioxidante

250-252

En el bypass aortocoronario tanto con circulacioacuten extracorpoacuterea como

sin ella el sevoflurano conserva la FEVI con menos evidencia de dantildeo

miocaacuterdico que el propofol 229 253 Los niveles de troponina T aumentaron en

los pacientes sometidos a cirugiacutea cardiaca con circulacioacuten extracorpoacuterea

(cirugiacutea por defecto congeacutenito cardiaco) en ambos grupos sevoflurano y

propofol 254 Sin embargo los niveles de troponina T fueron menores en el

grupo que recibioacute sevoflurano con respecto al que recibioacute propofol en cirugiacutea

coronaria sin circulacioacuten extracorpoacuterea 255 En nuestro trabajo la colocacioacuten de

la AMC se realizoacute sin circulacioacuten extracorpoacuterea por lo que los niveles de

troponina T podriacutean estar relacionados con la mejoriacutea del flujo sanguiacuteneo del

corazoacuten

El propofol tambieacuten ha demostrado cierto efecto cardioprotector en

corazones aislados de rata disminuyendo la lesioacuten por isquemia-reperfusioacuten

(mejorando la funcioacuten cardiaca y el flujo coronario) mediante un aumento de la

oacutexido niacutetrico sintasa y la produccioacuten de oacutexido niacutetrico 269 257 En nuestro trabajo

los niveles de oacutexido niacutetrico en plasma fueron similares en ambos protocolos

13 Discusioacuten13

13 13 13

140

anesteacutesicos (sevoflurano y propofol)

Es importante sentildealar que a pesar de que el propofol se utiliza en

cirugiacutea cardiaca no olvidemos que el bypass cardiopulmonar altera las

propiedades farmacocineacuteticas (altera la concentracioacuten plasmaacutetica) de este

faacutermaco debido a la hemodilucioacuten hipotensioacuten hipotermia aislamiento del

pulmoacuten de la circulacioacuten y posible secuestro del faacutermaco en el circuito de

circulacioacuten extracorpoacuterea 258 Estos cambios en la concentracioacuten plasmaacutetica del

propofol causados por el bypass cardiopulmonar podriacutean verse reflejados en su

efecto sobre los oacuterganos 259

En nuestro trabajo el sevoflurano mostroacute un mayor flujo sanguiacuteneo en

el hiacutegado que el propofol tras la implantacioacuten de una AMC Este es el primer

estudio que demuestra un efecto beneficioso del sevoflurano en comparacioacuten

con el propofol sobre el flujo sanguiacuteneo hepaacutetico en una bomba centriacutefuga

Biomeacutedicus 540 en un modelo porcino

Bernard y cols 260 describen una disminucioacuten del flujo portal con una

CAM de 12 y 2 de sevoflurano y un aumento del flujo hepaacutetico con una CAM

de 2 mientras que el gasto cardiacuteaco se redujo soacutelo a la concentracioacuten maacutes alta

(2 CAM) Estos hallazgos podriacutean estar relacionados con el aumento del flujo

sanguiacuteneo hepaacutetico encontrado en el grupo del sevoflurano en nuestro trabajo

En la literatura encontramos trabajos que muestran el efecto protector

hepaacutetico del sevoflurano en cirugiacutea cardiaca Tras la cirugiacutea de arteria coronaria

con bypass cardiopulmonar los niveles de ALT AST y LDH aumentaron de

13 Discusioacuten13

13 13 13

141

forma temporal tanto con el propofol como con el sevoflurano siendo este

aumento menor en el grupo del sevoflurano 230

La liberacioacuten de enzimas intracelulares y su deteccioacuten en muestras de

sangre circulante es un meacutetodo aceptado para detectar dantildeo tisular 229 261 262

La LDH se encuentra en el citoplasma de diversos tipos de ceacutelulas y se puede

considerar un indicador no especiacutefico de dantildeo tisular 263 AST y ALT son

marcadores de dantildeo hepaacutetico y se han correlacionado con dantildeo histoloacutegico

hepaacutetico 261 Ademaacutes la AST es un enzima intestinal de la seromucosa y se

libera durante la lesioacuten de isquemia-reperfusioacuten intestinal 262 263

En nuestro trabajo no hemos encontrado diferencias entre los dos

grupos en los valores de las transaminasas AST y GGT fosfatasa alcalina

LDH creatinina y aacutecido laacutectico Sin embargo siacute hemos encontrado un

descenso del marcador de dantildeo hepaacutetico (ALT) en el grupo del sevoflurano con

respecto al del propofol Esto podriacutea estar relacionado con el aumento del flujo

hepaacutetico encontrado en el grupo del sevoflurano

Es comuacuten la hiperbilirrubinemia en los pacientes tras de la implantacioacuten

de una AMC por disfuncioacuten endotelial del sinusoide hepaacutetico 265 o por la

congestioacuten cardiaca 266 En nuestro trabajo la bilirrubina total fue mayor en los

animales anestesiados con propofol (a los 30 minutos de asistencia parcial) con

respecto al grupo del sevoflurano Este hallazgo podriacutea estar relacionado con la

reduccioacuten del flujo sanguiacuteneo en el hiacutegado y el corazoacuten en el grupo del

propofol con respecto a los cerdos anestesiados con sevoflurano

13 Discusioacuten13

13 13 13

142

En nuestro trabajo no hemos encontrado diferencias significativas entre

los dos faacutermacos (sevoflurano y propofol) en el flujo sanguiacuteneo en el rintildeoacuten

pulmoacuten e intestino tras la implantacioacuten de una bomba centriacutefuga Biomeacutedicus

540 en un modelo porcino

La concentracioacuten plasmaacutetica de creatinina ha sido validada cliacutenicamente

como marcador de la funcioacuten renal 267y es maacutes fiable que la urea como

marcador rutinario de funcioacuten renal 268 Seguacuten estudios previos el sevoflurano

no produce aumentos en la creatinina tras la cirugiacutea electiva de la arteria

coronaria 269 ni tras cirugiacuteas no cardiacas 270-274 De hecho exposiciones a

altas concentraciones (3) de sevoflurano durante 8 horas no produjo cambios

cliacutenicamente significativos en los marcadores de disfuncioacuten renal 275 Siacute se ha

visto un aumento en la glucosuria albuminuria y proteinuria tras cirugiacuteas

centrales en comparacioacuten con cirugiacuteas en aacutereas perifeacutericas tanto con el

sevoflurano (05-15 MAC) como con el propofol disminuyendo la

concentracioacuten plasmaacutetica de urea pero sin aumentar la concentracioacuten

plasmaacutetica de creatinina 276 En nuestro estudio no hemos medido otros

marcadores como enzimas urinarias por la imposibilidad debido al protocolo (al

ser un experimento agudo el animal se sacrificoacute una vez terminado el

estudio)Tras la cirugiacutea de arteria coronaria con bypass cardiopulmonar los

niveles de creatinina no aumentaron en ninguno de los dos grupos (sevoflurano

y propofol) 230

En nuestro trabajo el sevoflurano fue superior en lo referente al flujo

cerebral cardiaco y hepaacutetico sin embargo no encontramos diferencias

13 Discusioacuten13

13 13 13

143

significativas en otros oacuterganos como son el rintildeoacuten el pulmoacuten y el intestino La

diferente respuesta del sevoflurano al flujo sanguiacuteneo de los oacuterganos podriacutea

explicarse por su efecto dependiente de la dosis 47 64 228

En nuestra institucioacuten el Hospital General Universitario Gregorio

Marantildeoacuten se ha desarrollado un programa de AMC Como hemos sentildealado

anteriormente el manejo anesteacutesico en los pacientes a los que se les implanta

un dispositivo de AMC es fundamental durante el periodo intraoperatorio y

postoperatorio Los resultados de nuestro trabajo sugieren que la eleccioacuten de

un protocolo anesteacutesico basado en la anestesia inhalatoria con sevoflurano

podriacutea ser beneficioso en estos pacientes al aumentar el flujo sanguiacuteneo

cerebral cardiaco y hepaacutetico A pesar de que el tiempo que transcurre en la

implantacioacuten de una AMC es relativamente corto el uso de anesteacutesicos

volaacutetiles en cirugiacutea cardiaca ha demostrado una disminucioacuten de las

complicaciones cardiovasculares a largo plazo asiacute como de la mortalidad 277

Tambieacuten es importante sentildealar que la administracioacuten de sevoflurano durante el

periodo intraoperatorio y postoperatorio en pacientes sometidos a cirugiacutea de

bypass aortocoronario sin circulacioacuten extracorpoacuterea mejora el efecto

cardioprotector con respecto a la administracioacuten del mismo uacutenicamente durante

el periodo intraoperatorio 255 Por uacuteltimo no olvidemos la alta incidencia de

complicaciones asociadas a los dispositivos de AMC lo que obliga al paciente

a permanecer durante largos periodos de tiempo en las unidades de cuidados

especiales sedados La sedacioacuten con sevoflurano en estas unidades es posible

13 Discusioacuten13

13 13 13

144

gracias a la existencia de unos dispositivos especiales (AnaConDa (acroacutenimo

de ldquodispositivo dispensador de anestesiardquo) 255

Nuestro grupo de investigacioacuten desarrolla desde hace varios antildeos una

liacutenea de trabajo centrada en la optimizacioacuten de los dispositivos de AMC en

modelos experimentales animales intentando mejorar los programas de

asistencia ventricular En este trabajo hemos estudiado diferentes faacutermacos

anesteacutesicos (sevoflurano y propofol) buscando una mejor perfusioacuten de los

oacuterganos en los pacientes con asistencia circulatoria Tras los resultados de esta

tesis doctoral nuestro grupo de investigacioacuten ha iniciado el estudio de la

optimizacioacuten en lo referente a la monitorizacioacuten hemodinaacutemica en los

dispositivos de AMC en un modelo experimental animal La medicioacuten del gasto

cardiaco es esencial para proporcionar un tratamiento oacuteptimo a los pacientes

en estado criacutetico que necesitan asistencia ventricular 205 Hasta el momento

actual el cateacuteter de Swan-Ganz (cateacuteter de arteria pulmonar) es el uacutenico

meacutetodo disponible para la medicioacuten del gasto cardiaco continuo sin embargo

su uso se ve limitado por su caraacutecter altamente invasivo Nuestro grupo de

investigacioacuten busca alternativas al cateacuteter de arteria pulmonar es decir una

monitorizacioacuten menos invasiva para disminuir la morbilidad y mortalidad de los

pacientes portadores de AMC Por lo que se analizaraacute la correlacioacuten en el gasto

cardiaco entre la termodilucioacuten transpulmonar (sistema PiCCO) y la

termodilucioacuten pulmonar (cateacuteter de arteria pulmonar) en los dispositivos de

AMC

13 Discusioacuten13

13 13 13

145

Al analizar nuestro trabajo experimental hemos encontrado las

siguientes limitaciones que trataremos de corregir en futuros estudios

En primer lugar la AMC estaacute disentildeada para ser utilizada en los

pacientes con insuficiencia cardiacuteaca por lo tanto nuestros resultados no

pueden ser directamente aplicables a la praacutectica cliacutenica ya que nuestro trabajo

se ha realizado con animales sanos tal como se describe en otros trabajos

publicados 160 278 Si bien se eligieron cerdos pues su sistema cardiovascular

es parecido al de los humanos 279 la limitacioacuten del corazoacuten sano deberiacutea

abordarse en un modelo animal de shock cardiogeacutenico

En segundo lugar hemos estudiado los efectos a corto plazo de los

anesteacutesicos (propofol y sevoflurano) en animales con una AMC por lo que

seriacutea importante realizar estudios que evaluacuteen si estas diferencias se

mantienen en el tiempo

En tercer lugar tanto en los modelos animales como en la praacutectica

cliacutenica los efectos de los anesteacutesicos inhalados sobre el flujo sanguiacuteneo de los

oacuterganos pueden ser dependientes de la dosis administrada 47 64 228 La

concentracioacuten de sevoflurano utilizada en nuestro trabajo fue el 2 en volumen

espirado que representa aproximadamente 1 CAM en los seres humanos

concentracioacuten utilizada en otros estudios que muestran efectos beneficiosos en

un modelo de isquemia-reperfusioacuten tras oclusioacuten de la aorta toraacutecica en cerdos

280 Seraacuten por tanto necesarios nuevos estudios para evaluar la relacioacuten dosis-

dependencia y buscar un umbral de mejora del flujo sanguiacuteneo a nivel

orgaacutenico

13 Discusioacuten13

13 13 13

146

No podemos olvidar la necesidad de los ensayos cliacutenicos aleatorizados

que confirmen en humanos los resultados obtenidos en este trabajo y que

muestren su repercusioacuten cliacutenica

147

6- CONCLUSIONES

13 Conclusiones13

13 13 13

148

1 El sevoflurano muestra con respecto al propofol un aumento significativo

del flujo sanguiacuteneo en el cerebro corazoacuten e hiacutegado en un dispositivo de AMC

de flujo continuo en un modelo porcino Sin embargo no hemos encontrado

diferencias en el flujo sanguiacuteneo del pulmoacuten rintildeoacuten e intestino

2 No hemos encontrado diferencias significativas en las variables

hemodinaacutemicas de gasometriacutea arterial y hematoloacutegicas entre los dos grupos

(sevoflurano y propofol) en un dispositivo de AMC de flujo continuo

3 No hemos encontrado diferencias significativas en los marcadores

plasmaacuteticos de dantildeo tisular entre los dos grupos (sevoflurano y propofol) en un

dispositivo de AMC de flujo continuo

4 No hemos encontrado diferencias significativas en los marcadores

plasmaacuteticos de respuesta inflamatoria y estreacutes oxidativo entre los dos grupos

(sevoflurano y propofol) en un dispositivo de AMC de flujo continuo

149

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246 Preckel B Schlack W Comfegravere T Obal D Barthel H Thaumlmer V

Effects of enflurane isoflurane sevoflurane and desflurane on

reperfusion injury after regional myocardial ischaemia in the rabbit heart

in vivo Br J Anaesth 199881(6)905-12

247 Toller WG Kersten JR Pagel PS Hettrick DA Warltier DC

Sevoflurane reduces myocardial infarct size and decreases the time

threshold for ischemic preconditioning in dogs Anesthesiology

199991(5)1437-46

248 Zaugg M Lucchinetti E Spahn DR Pasch T Schaub MC Volatile

anesthetics mimic cardiac preconditioning by priming the activation of

mitocondrial KATP channels via multiple signaling pathways

Anesthesiology 2002 97(1)4-14

249 Hanouz JL Yvon A Massetti M Lepage O Babatasi G Khayat A

Bricard H Geacuterard JL Mechanisms of desflurane-induced preconditioning

in isolated human right atria in vivo Anesthesiology 200297(1)33-41

250 Zhao J Wang F Zhang Y Jiao L Lau WB Wang L et al Sevoflurane

preconditioning attenuates myocardial ischemiareperfusion injury via

caveolin-3-dependent cyclooxygenase-2 inhibition Circulation 2013

128(11 Suppl 1)S121-9

251 Shiomi M Miyamae M Takemura G Kaneda K Inamura Y Onishi A

et al Induction of autophagy restores the loss of sevoflurane cardiac

preconditioning seen with prolonged ischemic insult Eur J Pharmacol

201472458-66

252 Zhou C Li H Yao Y Li L Delayed remote ischemic preconditioning

13 Bibliografiacutea13

13 13 13

183

produces an additive cardioprotection to sevoflurane postconditioning

through an enhanced heme oxygenase 1 level partly via nuclear factor

erythroid 2-related factor 2 nuclear translocation J Cardiovasc

Pharmacol Ther 201419(6)558-66

253 De Hert SG Cromheecke S ten Broecke PW Mertens E De Blier IG

Stockman BA et al Effects of Propofol Desflurane and Sevoflurane on

Recovery of Myocardial Function after Coronary Surgery in Elderly High-

risk Patients Anesthesiology 200399(2)314-23

254 Malagon I Hogenbirk K van Pelt J Hazekamp MG Bovill JG Effect

of three different anaesthetic agents on the postoperative production of

cardiac troponin T in paediatric cardiac surgery Br J Anaesth

200594(6)805-9

255 Guerrero Orriach JL Galaacuten Ortega M Ramirez Aliaga M Iglesias P

Rubio Navarro M Cruz Mantildeas J Prolonged sevoflurane administration in

the off-pump coronary artery bypass graft surgery beneficial effects J

Crit Care 201328(5)879e13-8

256 Ko SH Yu CW Lee SK Choe H Chung MJ Kwak YG et al Propofol

attenuates ischemia-reperfusion injury in the isolated rat heart Anesth

Analg 199785(4)719-24

257 Sun HY Xue FS Xu YC Li CW Xiong J Liao X el al Propofol

improves cardiac functional recovery after ischemia-reperfusion by up

regulating nitric oxide synthase activity in the isolated rat hearts Chin

Med J (Engl) 2009122(24)3048-54

258 Mets B The pharmacokinetics of anesthetic drugs and adjuvants

during cardiopulmonary bypassActa Anaesthesiol

13 Bibliografiacutea13

13 13 13

184

Scand200044(3)261-73

259 Barbosa RA Santos SR White PF Pereira VA Silva Filho CR

Malbouisson LM et al Effects of cardiopulmonary bypass on propofol

pharmacokinetics and bispectral index during coronary surgery Clinics

(Sao Paulo) 200964(3)215-21

260 Bernard JM Doursout MF Wouters P Hartley CJ Merin RG Chelly

JE Effects of sevoflurane and isoflurane on hepatic circulation in the

chronically instrumented dog Anesthesiology 199217(3)541-5

261 Nielsen VG Tan S Kirk KA et al Halothane and xanthine oxidase

increase hepatocellular enzyme release and circulating lactate after

ischemia-reperfusion in rabbits Anesthesiology 199787(4)908-17

262 Caglayan F Caglayan O Gunel E Elcuman Y Cakmak M Intestinal

ischemia-reperfusion and plasma enzyme levels Pediatr Surg Int

200218(4)255-7

263 Abrahacirco MS Montero EFS Junqueira VBC Giavarotti L Juliano Y

Fagundes DJ Biochemical and morphological evaluation of ischemia-

reperfusion injury in rat small bowel modulated by ischemic

preconditioning Transplant Proc 200436(4)860-2

264 Sachs SM Morton JH Schwartz SI Acute mesenteric ischemia

Surgery 198292(4)646-53

265 Yamaguchi T Sawa Y Masai T Nishimura M Chang JC Nishida T

Ohtake S Matuda H Hepatic sinusoid endothelial dysfunction plays a

role in hyperbilirubinemia in patients following implantation of an LVAD

ASAIO J 199743(5)M449-52

266 Miller LW Lietz K Candidate selection for long-term left ventricular

13 Bibliografiacutea13

13 13 13

185

assist device therapy for refractory heart failure J Heart Lung Transplant

200625(7)756-64

267 Bellomo R Acute renal failure En Oh T Oxford Butterworth-

Heinemann [ed] Intensive Care Manual 4th edition 1997 paacutegs 357-63

268 Isles CG Paterson JR Serum creatinine and urea Make the most of

these simple test Br J Hosp Med 199655(8)513-6

269 Story DA Poustie S Liu G McNicol PL Changes in plasma creatinine

concentration after cardiac anesthesia with isoflurane propofol or

sevoflurane a randomized clinical trial Anesthesiology 200195(4)842-

8

270 Mazze RI Callan CM Galvez ST Delgado-Herrera L Mayer DB The

effects of sevoflurane on serum creatinine and blood urea nitrogen

concentrations A retrospective twenty-two-center comparative

evaluation of renal function in adult surgical patients Anesth Analg

200090(3)683-8

271 Groudine SB Fragen RJ Kharasch ED Eisenman TS Frink EJ

McConnell S Comparison of renal function following anesthesia with

low-flow sevoflurane and isoflurane J Clin Anesth 199911(3)201-7

272 Bito H Ikeuchi Y Ikeda K Effects of low-flow sevoflurane anesthesia

on renal function Comparison with high-flow sevoflurane anesthesia and

low-flow isoflurane anesthesia Anesthesiology 199786(6)1231-7

273 Obata R Bito H Ohmura M Moriwaki G Ikeuchi Y Katoh T et al The

effects of prolonged low-flow sevoflurane anesthesia on renal and

hepatic function Anesth Analg 200091(5)1262-8

274 Kharasch ED Frink EJ Jr Zager R Bowdle TA Artru A Nogami WM

13 Bibliografiacutea13

13 13 13

186

Assessment of low-flow sevoflurane and isoflurane effects on renal

function using sensitive markers of tubular toxicity Anesthesiology1997

86(6)1238-53

275 Ebert TJ Frink EJ Jr Kharasch ED Absence of biochemical evidence

for renal and hepatic dysfunction after 8 hours of 125 minimum alveolar

concentration sevoflurane anesthesia in volunteers Anesthesiology

199888(3)601-10

276 Ebert TJ Arain AR Renal responses to low-flow desflurane

sevoflurane and propofol in patients Anesthesiology 200093(6)1401-6

277 De Hert S Vlasselaers D Barbeacute R Ory JP Dekegel D Donnadonni

R et al A comparison of volatile and non volatile agents for

cardioprotection during on pump coronary surgery Anaesthesia

200964(9)953-60

278 Tuzun E Narin C Gregoric ID Cohn WE Frazier OH Ventricular

assist device outflow-graft site effect on myocardial blood flow J Surg

Res 2011171(1)71-5

279 Dodds WJ The pig model for biomedical research Federation Proc

198241247-256

280 Annecke T Kubitz JC Kahr S Hilberath JM Langer K Kemming GI

et al Effects of sevoflurane and propofol on ischaemia-reperfusion injury

after thoracic-aortic occlusion in pigs Br J Anaesth 2007 May98(5)581-

90

187

8- IacuteNDICE DE FIGURAS Y TABLAS

13 Iacutendice13 de13 Figuras13 y13 Tablas13

13 13 13

188

Iacutendice de Figuras

Paacuteg

Figura 1 Estructura quiacutemica de los agentes halogenados 32

Figura 2 Distribucioacuten del tipo de asistencia ventricular previa al

trasplante por periodos

48

Figura 3 Presiones en el sistema circulatorio 52

Figura 4 Tipos de bombas seguacuten el flujo que producen 53

Figura 5 Fotografiacutea de la bomba Biomeacutedicus 59

Figura 6 Vista panoraacutemica del quiroacutefano de la Unidad de Cirugiacutea

Experimental del Hospital General Universitario Gregorio Marantildeoacuten

80

Figura 7 Respirador Draumlger SA 1 82

Figura 8 Capnoacutegrafo Ohmeda 82

Figura 9 Analizador de gases en sangre GEMregPremiere 82

Figura 10 Fotografiacutea y esquema de la bomba Biomeacutedicus 83

Figura 11 Motor de la consola una vez implantada la bomba

Biomeacutedicus

84

Figura 12 Consola Biomeacutedicus 85

Figura 13 Separacioacuten de la aorta y la arteria pulmonar 94

Figura 14 Clampaje lateral aorta toraacutecica ascendente (A)

Exposicioacuten aacutepex ventriacuteculo y colocacioacuten suturas circulares (B)

Caacutenula de drenaje ventriacuteculo izquierdo (aferente) y Caacutenula aoacutertica

13 Iacutendice13 de13 Figuras13 y13 Tablas13

13 13 13

189

(eferente) (C) 96

Figura 15 Flujo sanguiacuteneo cerebral en ambos loacutebulos frontales en

los grupos Sevoflurano (S) y Propofol (P) antes de asistencia

(AAs) y a los 30 minutos de la asistencia parcial (AP 30acute) loacutebulo

derecho (A) y loacutebulo izquierdo (B)

123

Figura 16 Flujo sanguiacuteneo en el ventriacuteculo derecho (A) y en el

pulmoacuten (B) en los grupos Sevoflurano (S) y Propofol (P) antes de

asistencia (AAs) y a los 30 minutos de la asistencia parcial (AP

30acute)

125

Figura 17 Flujo sanguiacuteneo en el ventriacuteculo izquierdo en los grupos

Sevoflurano (S) y Propofol (P) antes de asistencia (AAs) y a los 30

minutos de la asistencia parcial (AP 30acute) epicardio (A) y

endocardio (B)

127

Figura 18 Flujo sanguiacuteneo en el rintildeoacuten en los grupos Sevoflurano

(S) y Propofol (P) antes de asistencia (AAs) y a los 30 minutos de

la asistencia parcial (AP 30acute) rintildeoacuten derecho (A) y rintildeoacuten izquierdo

(B)

129

Figura 19 Flujo sanguiacuteneo en el hiacutegado (A) y en el intestino (B) en

los grupos Sevoflurano (S) y Propofol (P) antes de asistencia

(AAs) y a los 30 minutos de la asistencia parcial (AP 30acute)

131

13 Iacutendice13 de13 Figuras13 y13 Tablas13

13 13 13

190

Iacutendice de Tablas

Paacuteg

Tabla 1 Distribucioacuten de la edad peso y talla en los dos grupos

experimentales grupo Propofol y grupo Sevoflurano 112

Tabla 2 Variables Hemodinaacutemicas I mediciones antes del

clampaje (Basal) antes de la asistencia (AAs) y tras 30 minutos

de asistencia parcial (AP 30acute) en el grupo Propofol y en el grupo

Sevoflurano

114

Tabla 3 Variables Hemodinaacutemicas II mediciones antes del

clampaje (Basal) antes de la asistencia (AAs) y tras 30 minutos

de asistencia parcial (AP 30acute) en el grupo Propofol y en el grupo

Sevoflurano

115

Tabla 4 Variables Hemodinaacutemicas III mediciones antes del

clampaje (Basal) antes de la asistencia (AAs) y tras 30 minutos

de asistencia parcial (AP 30acute) en el grupo Propofol y en el grupo

Sevoflurano

116

Tabla 5 Variables de la gasometriacutea arterial mediciones antes

del clampaje (Basal) antes de la asistencia (AAs) y tras 30

minutos de asistencia parcial (AP 30acute) en el grupo Propofol (n=5)

y en el grupo Sevoflurano (n=5)

117

Tabla 6 Variables hematoloacutegicas mediciones antes del

clampaje (Basal) antes de la asistencia (AAs) y tras 30 minutos

de asistencia parcial (AP 30acute) en el grupo Propofol y en el grupo

Sevoflurano

118

Tabla 7 Variables bioquiacutemicas de marcadores de dantildeo tisular

mediciones antes del clampaje (Basal) antes de la asistencia

(AAs) y tras 30 minutos de asistencia parcial (AP 30acute) en el grupo

13 Iacutendice13 de13 Figuras13 y13 Tablas13

13 13 13

191

Propofol y en el grupo Sevoflurano 120

Tabla 8 Variables de la respuesta inflamatoria mediciones antes

del clampaje (Basal) antes de la asistencia (AAs) y tras 30

minutos de asistencia parcial (AP 30acute) en el grupo Propofol y en

el grupo Sevoflurano

121

Tabla 9 Microesferas en ambos hemisferios cerebrales antes

de la asistencia (AAs) y tras 30 minutos de asistencia parcial

(AP 30acute) en el grupo Propofol y en el grupo Sevoflurano

122

Tabla 10 Microesferas en el ventriacuteculo derecho y pulmoacuten antes

de la asistencia (AAs) y tras 30 minutos de asistencia parcial (AP

30acute) en el grupo Propofol y en el grupo Sevoflurano

124

Tabla 11 Microesferas en el ventriacuteculo izquierdo antes de la

asistencia (AAs) y tras 30 minutos de asistencia parcial (AP 30acute)

en el grupo Propofol y en el grupo Sevoflurano

126

Tabla 12 Microesferas en el rintildeoacuten antes de la asistencia (AAs) y

tras 30 minutos de asistencia parcial (AP 30acute) en el grupo

Propofol y en el grupo Sevoflurano

128

Tabla 13 Microesferas en el hiacutegado y en el intestino antes de la

asistencia (AAs) y tras 30 minutos de asistencia parcial (AP 30acute)

en el grupo Propofol y en el grupo Sevoflurano

130

192

9- ANEXO

Research ArticleEffects of Sevoflurane and Propofol on Organ Blood Flow inLeft Ventricular Assist Devices in Pigs

Paloma Morillas-Sendiacuten1 Emilio Delgado-Baeza2

Mariacutea Jesuacutes Delgado-Martos2 Moacutenica Barranco1 Juan Francisco del Cantildeizo2

Manuel Ruiacutez3 and Begontildea Quintana-Villamandos14

1Department of Anesthesiology and Intensive Care Gregorio Maranon University General Hospital 28007 Madrid Spain2Department of Experimental Medicine and Surgery Gregorio Maranon University General Hospital 28007 Madrid Spain3Department of Cardiac Surgery Gregorio Maranon University General Hospital 28007 Madrid Spain4Department of Pharmacology Faculty of Medicine Complutense University 28040 Madrid Spain

Correspondence should be addressed to Begona Quintana-Villamandos begoquintigmailcom

Received 26 March 2015Revised 16June 2015Accepted 29 June 2015

Academic Editor Giulio Agnetti

Copyright copy 2015Paloma Morillas-Sendın et alThis is an open access article distributed under the Creative Commons AttributionLicense which permits unrestricted use distribution and reproduction in any medium provided the original work is properly cited

The aim of this study was to assess the effect of sevofl rane and propofol on organ blood flow in a porcine model with a leftventricular assist device (LVAD) Ten healthy minipigs were divided into 2 groups (5 per group) according to the anestheticreceived (sevoflurane or propofol) A Biomedicus centrifugal pump was implanted Organ blood fl w (measured using coloredmicrospheres) markers of tissue injury and hemodynamic parameters were assessed at baseline (pump off) and after 30 minutesof partial support Blood fl w was signific ntly higher in the brain (both frontal lobes) heart (both ventricles) and liver after30 minutes in the sevoflurane group although no signific nt differences were recorded for the lung kidney or ileum Serumlevels of alanine aminotransferase and total bilirubin were signific ntly higher after 30 minutes in the propofol group althoughno signific nt differences were detected between the groups for other parameters of liver function kidney function or lactic acidlevels The hemodynamic parameters were similar in both groups We demonstrated that compared with propofol sevofl raneincreases blood fl w in the brain liver and heart after implantation of an LVAD under conditions of partial support

1 Introduction

Ventricular assist devices (VADs) are a promising therapeuticoption for patients with advanced heart failure VADs canact as a bridge to transplantation as a destination therapyfor patients with contraindications to transplantation or asa bridge to a future recovery [1ndash3] In the last few decadesVADs have been increasingly used in patients with end-stageheart failure because heart transplantation is limited by amarked lack of donors [4]

The main purpose of a VAD is to maintain perfusion ofvital organs To improve the clinical output of the VAD it isnecessary to optimize perioperative conditions (continuous-fl w VAD hemodynamic monitors and anesthetic drugs)[5 6] Although several studies show the effects of the VAD

on organ blood flow (heart brain liver and kidney) [7ndash9]the eff ct of anesthetics on organ blood flow in patients witha VAD has not been analyzed to date Several studies havereported data on the response of organ blood flow to theadministration of various anesthetics [10ndash13] although thiseffect remains unclear for VADs

Given the benefici l effects of volatile anesthetics (sevo-flurane) compared with intravenous anesthesia (propofol)on organ blood fl w during cardiovascular surgery [14ndash17]we hypothesized that compared with propofol sevofluranewould increase organ blood flow in patients with a lef t AD(LVAD) The aim of this study was to investigate differencesbetween the effect of sevoflurane-based volatile anestheticand that of propofol-based intravenous anesthetics on organblood flow (brain liver heart kidney lung and intestine)

Hindawi Publishing CorporationBioMed Research InternationalArticle ID 898373

2 BioMed Research International

(a) (b)

(c)

Figur e 1LVAD placement Aortic partial cross-clamp (a) Implant of the input cannula through the apex of the left ventricle (b and c)

and to assess markers of tissue injury aft r implantation ofan LVAD (continuous centrifugal pump) under conditions ofpartial support in a porcine model

2 Methods

Th animals used in our experiment were from the farmof the Technological Institute of Agrarian Development(EX 013-C) (Community of Madrid Spain) Th pigs weremoved from this farm to the Experimental Medicine andSurgery Unit Gregorio Maranon University General Hospital(ES280790000087) where they remained under a controlledenvironment until the intervention (20ndash22∘C and relativehumidity of 55) The study was performed in accordancewith European Union guidelines on the protection of ani-mals used for experimental and other scientifi purposes(Directive 201063EU and Spanish Royal Decree RD 532013BOE) and was approved by the Ethics Committee GregorioMaranon University General Hospital Madrid Spain

21 Experimental Design Th study was conducted withten healthy minipigs Animals were block-randomized(Microsoft Excel 2003) to receive either propofol in contin-uous perfusion as anesthetic maintenance (propofol group119899 = 5) or sevoflurane (sevoflurane group 119899 = 5)

211Anesthesia Protocol Th animals were simultaneouslypremedicated with intramuscular ketamine 20 mgkg (Keto-lar Parke-Davis Madrid Spain) and atropine 004 mgkg(Atropina Braun Serra-Pamies Reus Spain) Pulse oximetryand electrocardiographic monitoring were performed in

the operating room The pigs were provided with oxygen100 via a face mask a 20 G cannula was inserted intoan ear vein and anesthesia was induced with intravenousfentanyl 25120583gkg (Fentanest Kern Pharma BarcelonaSpain) and propofol 4 mgkg (Diprivan 1 AstraZenecaMadrid Spain) After intubation the animal was con-nected to a volume-controlled ventilator (Drager SA1Drager Medical AG Lubeck Germany) with FIO

2of 1

an inspiratory expiratory ratio of 1 2 a tidal volume of12ndash15mLkg and the respiratory rate adjusted to main-tain normocapnia as previously described [18] Anesthesiawas maintained with intravenous fentanyl (25120583gkg30 min)in all animals and propofol in continuous infusion (11-12mgkgh) (propofol group) or 2 sevoflurane (sevofluranegroup) All animals received an infusion of saline solution(8 mLkgh) A 9 F arterial catheter was inserted into the rightfemoral artery and a pulmonary artery catheter (75 F Swan-Ganz CCOmbo catheter Edwards Lifesciences Irvine CAUSA) connected to an oximetry monitor (Vigilance EdwardsCritical-Care Division Irvine CA USA) was inserted intothe right internal jugular vein

212Surgical Protocol A Biomedicus 540 centrifugal pumpwas implanted in the minipigs undergoing continuous-fl wsupport After median sternotomy the animal was hep-arinized at a dose of 4 mgkg An aortic partial cross-clampwas applied (just for anastomosing the output cannula ofthe LVAD to the aorta) and a 2 cm aortotomy performed(Figure 1(a)) Th output cannula of the LVAD was anas-tomosed to the ascending aorta and the input cannula

BioMed Research International 3

(23 F Medtronic Ultraflex Metdtronic Inc MinneapolisUSA) was placed through the apex of the left ventricleTh implant of the input cannula is practiced by placingtwo circular sutures (Figure 1(b)) and then the cannula wasplaced with two turnstiles around the cannula (Figure 1(c))Finally both cannulas were connected to the device LVADplacement was without cardiopulmonary bypass and withoutcardioplegia Console parameters were adjusted to obtain apump fl w of 50 (partial support) of the baseline cardiacoutput (cardiac output before LVAD is initiated) using thepulmonary artery catheter for 30 minutes Input flow wasmeasured using an ultrasound transducer (EMTEC Ger-many) attached to the input cannula of the device

22 Organ Blood FlowMeasurements Colored microspheres(Dye-Trak Triton Technology Inc San Diego CA USA)were used to measure organ blood flow Once the LVAD wasimplanted (before the start of LVAD baseline) yellow micro-spheres (diameter of 12 microns) were injected into the leftatrium (15 million microspheres per injection) The LVADwas then initiated and violet microspheres were injectedafter 30 minutes of partial support After each experimentthe animal was sacrific d using potassium chloride andtissue samples of both brain hemispheres (right and leftfrontal lobe) heart (right and left ventricles) liver lung(middle lobe of right lung) kidney and ileum were obtainedto measure organ blood fl w Th basic principle of alldeposition techniques for regional fl w measurement is thatthe deposition is proportional to the flow (per unit volume ormass of tissue) Due to the movement of microspheres out ofthe capillaries into the interstitium retention of microspheresis excellent Th idea is that deposited markers give a measureof flow per unit volume of tissue at the level of the capillariesTh microspheres were isolated from tissue by digestionwith potassium hydroxide they were centrifugated the dyeswere extracted from the colored microspheres and theseparation of colors and measurement of their concentrationwas performed by spectrometry [19 20]

23 Markers of Tissue Injury Serum levels of total biliru-bin alanine aminotransferase aspartate aminotransferasegamma-glutamyl transpeptidase and alkaline phosphatasewere evaluated as parameters of hepatobiliary functionCreatinine and urea were studied as parameters of renalfunction Lactate dehydrogenase and lactate were measuredas nonspecifi indicators of tissue injury All previouslydescribed markers of tissue injury and nitric oxide (NO) werestudied at baseline (after implantation before turning it on)and 30 minutes aft r implantation of the LVAD

24 Hemodynamic Measurements Th hemodynamic dataincluded heart rate mean arterial pressure mean pulmonaryarterial pressure central venous pressure pulmonary cap-illary wedge pressure systemic vascular resistance indexpulmonary vascular resistance index continuous cardiacoutput and mixed venous oxygen saturation all of whichwere recorded at baseline and 30 minutes after implantationof the LVAD Body temperature was also studied

25 Hematologic Parameters and Arterial Blood Gas Mea-surements A femoral arterial catheter was used to performthe hematologic and blood gas analyses at baseline and 30minutes after implantation of the LVAD

26 Data Analysis and Statistics Th primary endpoint wasorgan blood fl w in the LVAD which was compared betweenthe two groups The variable was expressed as mean plusmnSEM We used the Kolmogorov-Smirnov test to analyze thedistribution of quantitative variables between-group com-parisons were based on the 119905-test for independent samplesStatistical signific nce was set at a 119875 value of lt005 Thestatistical analysis was performed using IBM SPSS Statisticsfor Windows version 200 (IBM Corp Armonk NY USA)and S-PLUS 61

3 Results

31 Physiological Parameters No differences were detectedbetween the groups (sevoflurane versus propofol) in terms ofage (143 plusmn 7 versus 126 plusmn 10 days 119875 = 028) weight (34 plusmn 1versus 25plusmn3 kg119875 = 0052) or height (93plusmn2 versus 87plusmn1 cm119875 = 007)

32 Effect of Anesthetics on Organ Blood Flow Blood flowwas significantly higher in the brain (both frontal lobes)(Figures 2(a) and 2(b)) heart (both ventricles) (Figures 3(a)and 3(b)) and liver (Figure 4(a)) after 30 minutes of partialsupport in the sevofl rane group than in the propofol groupalthough no significant diff rences were recorded for the lung(Figure 4(b)) kidney (Figure 5(a)) or ileum (Figure 5(b))

33 Effe t of Anesthetics onMarkers of Tissue Injury and NitricOxide Serum levels of alanine aminotransferase and totalbilirubin were signific ntly higher after 30 minutes of partialsupport in the group that received propofol However therewere no significant diff rences between the groups in otherparameters of liver function and kidney function or in lacticacid levels (Table 1) There were no diff rences between thegroups in nitric oxide in plasma (Table 1)

34 Hemodynamic Parameters No differences were foundbetween the groups in pump fl w of LVAD (propofolgroup 094 plusmn 009 Lmin versus sevoflurane group 101 plusmn009 Lmin)

The hemodynamic parameters showed marked stabilityin both groups there were no significant diff rences ineither the sevofl rane group or the propofol group beforeimplantation of the LVAD and aft r 30 minutes of partialsupport (Table 2)

35 Hematologic Parameters and Blood Gas Analysis Nostatistically signific nt differences were found between thegroups for hemoglobin and hematocrit after 30 minutes(Table 3) Arterial oxygenation systemic arterial PCO

2

bicarbonate and pH were similar in both groups beforeimplantation and aft r 30 minutes of partial support(Table 3)

4 BioMed Research International

P(lowast)

S

P

S

0

50

100

150

200

250M

icro

sphe

res (

)

Baseline

Right cerebral hemisphere

PS 30min

(a)

P(lowast)

Baseline

SP

S

0

50

100

150

200

250

Mic

rosp

here

s (

)

Left cerebral hemisphere

PS 30min

(b)

Figur e 2 Date are expressed as the mean plusmn standard error of the mean Cerebral blood fl w in the right frontal lobe (a) and left frontal lobe(b) of pigs with a ventricular assist device in both groups sevofl rane (S) and propofol (P) at baseline and after 30 minutes of partial supportStatistically signific nt differences are shown lowast119875 lt 005 versus sevofl rane

P(lowast)

Baseline

SP

S

0

50

100

150

200

250

Mic

rosp

here

s (

)

Right ventricle

PS 30min

(a)

P(lowast)

S

P

S

0

50

100

150

200

250

Mic

rosp

here

s (

)

Baseline

Left entricle

PS 30min

(b)

Figur e 3 Date are expressed as the mean plusmn standard error of the mean Blood fl w in the right ventricle (a) and left ventricle (b) of pigs witha ventricular assist device in both groups sevofl rane (S) and propofol (P) at baseline and after 30 minutes of partial support Statisticallysignific nt differences are shown lowast119875 lt 005 versus sevofl rane

P(lowast)

SP

S

0

50

100

150

200

250

Mic

rosp

here

s (

)

Baseline

Liver

PS 30min

(a)

Baseline

S

P

S

P

0

50

100

150

200

250

Mic

rosp

here

s (

)

Lung

PS 30min

(b)

Figur e 4 Date are expressed as the mean plusmn standard error of the mean Blood flow in the liver (a) and lung (b) of pigs with a ventricular assistdevice in both groups sevoflurane (S) and propofol (P) at baseline and after 30 minutes of partial support Statistically signific nt differencesare shown lowast119875 lt 005 versus sevofl rane

BioMed Research International 5

S P

SP

0

50

100

150

200

250M

icro

sphe

res (

)

Baseline

Kidney

PS 30min

(a)

Baseline

S

P

S

P

0

50

100

150

200

250

Mic

rosp

here

s (

)

Ileum

PS 30min

(b)

Figur e 5 Date are expressed as the mean plusmn standard error of the mean Blood fl w in the kidney (a) and ileum (b) of pigs with a ventricularassist device in both groups sevofl rane (S) and propofol (P) at baseline and after 30 minutes of partial support

4 Discussion

Th results obtained show that compared with propofolanesthesia with sevoflurane increases blood fl w in thebrain liver and heart tissue aft r implantation of an LVADunder conditions of partial support in a porcine model Inaddition increased levels of serum markers of cellular injuryin LVAD were observed with propofol To our knowledgethis is the first study to demonstrate a benefici l effect ofsevofl rane compared with propofol on organ blood flow in aBiomedicus 540 centrifugal pump in a porcine model The efindi gs justify further investigation to determine whethersevoflurane modifie organ blood fl w in clinical settings

Th number of patients diagnosed with advanced heartfailure is increasing worldwide and LVAD is a pivotaltreatment option for end-stage heart failure [21] Becausecomplications in the use of LVAD (multiple organ fail-ure right ventricular failure neurological dysfunction andarrhythmias) have been reported [22 23] anesthesia andperioperative management of these critically compromisedpatients requires extensive monitoring special anestheticmanagement with appropriate drugs and expert postopera-tive care [24 25]

41Effect of Anesthetics on Organ Blood Flow Several studieshave reported changes in organ blood flow in responseto the administration of volatile anesthetics and propofol[11ndash13 26ndash28] although this effect has not been analyzedduring implantation of an LVAD Sevofl rane and propo-fol are frequently used as maintenance anesthetics duringplacement of an LVAD [29] Some authors have associatedreduced cerebral blood fl w with both drugs [12] howeverwe only found greater cerebral blood flow in sevofl rane-anesthetized animals with an LVAD Patients with LVADare associated with neurologic events Th most commoncauses are thromboembolism and hemorrhagic stroke andless frequent causes are ischemia due to low perfusion andair embolism [30] However we are not sure that a higherfl w reduces the occurrence of ischemia due to air embolismAccording to our results sevoflurane could be a good option

to lower the incidence of ischemia due to low perfusion inLVAD-supported patients

Th results of some studies support cardiac and hepaticprotective effects of sevoflurane with respect to propofolaft r coronary artery surgery in humans [14 16] Our resultsalso support the beneficial effect of sevofl rane comparedwith propofol on the heart and liver in LVAD However nodifferences were observed with sevoflurane compared withpropofol for blood fl w in other organs (lung kidney andintestine) The different blood fl w response to sevofluranecould be explained by its dose-dependent effect [26ndash28]

Propofol and sevofl rane are used during cardiac surgeryPropofol exerts cardioprotective effects by different mecha-nisms in the isolated heart it attenuates metabolic changesinduced by exogenously applied hydrogen peroxide [31]reduces infarct size by inhibition of GSK-3120573 activity (propo-fol induces cardiac preconditioning) [32] and attenuatesischemia-reperfusion injury mediated through increase innitric oxide synthase activity and NO production (cardiacfunction and coronary flow are improved with propofol)[33 34] In our study there were no differences in NObetween both groups sevofl rane and propofol Propofolattenuates the changes in myocardial tissue levels of adeninenucleotides and lactate during ischemia reduces troponinI release on reperfusion after cardioplegic arrest in car-diopulmonary bypass in a model porcine [35] and showsantiarrhythmic effect during myocardial ischemia in rats[36] However cardiopulmonary bypass (CPB) is knownto alter the plasma propofol concentrations (hemodilutionhypotension hypothermia isolation of the lungs from thecirculation and possible sequestration of drugs in the bypasscircuit affect drugs plasma concentrations) [37]

Sevoflurane also induces preconditioning and attenu-ates myocardial ischemiareperfusion injury via caveolin-3-dependent cyclooxygenase-2 inhibition AMP-activated pro-tein kinase and antioxidative effects in experimental studies[38ndash40] Clinical studies show that sevoflurane providescardioprotection in patients undergoing coronary arterybypass graft (CABG) [41] and there is some data that showsthat troponin T levels after off- ump CABG were lower in

6 BioMed Research International

Ta ble 1 Markers of tissue injury and nitric oxide in both groups(propofol and sevoflurane) at baseline and 30 minutes after implan-tation of a left ventricular assist device

Propofol119899 = 5

Sevofl rane119899 = 5

119875 values

ALT (UL)Baseline 29 plusmn 2 25 plusmn 2 0221PS 301015840 29 plusmn 2 23 plusmn 2 0048lowast

AST (UL)Baseline 50 plusmn 10 35plusmn 3 0116PS 301015840 94 plusmn 46 44 plusmn 3 0358

Bilirubin (mgdL)Baseline 025 plusmn 006 013plusmn 002 0081PS 301015840 024 plusmn 002 012plusmn 004 0028lowast

GGT (UL)Baseline 63 plusmn 12 55 plusmn 8 0584PS 301015840 62 plusmn 22 47 plusmn 8 0496

AP (UL)Baseline 82 plusmn 8 72 plusmn 8 0428PS 301015840 89 plusmn 12 79 plusmn 7 0507

LDH (UL)Baseline 330 plusmn 19 331plusmn 13 0943PS 301015840 374 plusmn 18 347 plusmn 27 0420

Creatinine (mgdL)Baseline 044 plusmn 003 057 plusmn 006 0085PS 301015840 045 plusmn 003 047 plusmn 003 0596

Urea (mgdL)Baseline 272 plusmn 22 222 plusmn 09 0059PS 301015840 282 plusmn 26 222 plusmn 12 0053

Lactic acidBaseline 15 plusmn 05 11plusmn 02 0453PS 301015840 15plusmn 03 12plusmn 02 0434

NO (120583M)Baseline 418 plusmn 47 691plusmn 47 0056PS 301015840 280 plusmn 92 478 plusmn 92 0270

Data are expressed as the mean plusmn standard error of the mean ALT alaninetransaminase AST aspartate aminotransferase GGT gamma-glutamyltranspeptidase AP alkaline phosphatase (AP) LDH lactate dehydrogenaseNO nitric oxide PS partial support Statistically signific nt differences areshown lowast119875 lt 005 propofol versus sevofl rane

patients receiving sevofl rane compared to propofol [42]In this context cardioprotection by sevoflurane comparedto propofol could also be superior in patients undergoingnoncardiac surgery [43] However troponin T increasedin patients undergoing repair of congenital heart defectwith cardiopulmonary bypass anesthetized with propofol andsevoflurane [44] In our study we did not use cardiopul-monary bypass (there was no ischemiareperfusion) in LVADimplantation

It is known that sevoflurane tends to cause vasodilatationcerebral increases cerebral blood flow (CBF) and decreasescerebrovascular resistance [45] However propofol produces

Ta ble 2 Hemodynamic parameters in both groups (propofol andsevofl rane) at baseline and 30 minutes after implantation of a leftventricular assist device

Propofol119899 = 5

Sevofl rane119899 = 5

119875 values

HR (beatsmin)Baseline 95 plusmn 4 89 plusmn 9 0546PS 301015840 101plusmn 6 101plusmn 6 0964

APm (mmHg)Baseline 70 plusmn 3 65 plusmn 5 0384PS 301015840 65 plusmn 8 74 plusmn 7 0404

PAPm (mmHg)Baseline 23 plusmn 2 25 plusmn 2 0506PS 301015840 27 plusmn 1 33 plusmn 3 0083

CVP (mmHg)Baseline 15 plusmn 1 15 plusmn 1 0856PS 301015840 14plusmn 3 16 plusmn 2 0584

CPP (mmHg)Baseline 18 plusmn 1 18 plusmn 1 0471PS 301015840 15plusmn 05 19 plusmn 1 0052

SVRIBaseline 1583 plusmn 199 1368 plusmn 143 0450PS 301015840 1128 plusmn 173 1433 plusmn 234 0351

PVRIBaseline 171plusmn 65 159 plusmn 32 0877PS 301015840 217 plusmn 37 339 plusmn 85 0269

CO (Lmin)Baseline 24 plusmn 03 3 plusmn 03 0185PS 301015840 25 plusmn 04 31plusmn 04 0347

SvO2 ()Baseline 77 plusmn 4 82 plusmn 3 0429PS 301015840 82 plusmn 1 89 plusmn 3 0150119879 (∘C)

Baseline 351plusmn 02 359 plusmn 03 0080PS 301015840 339 plusmn 04 346 plusmn 04 0332

Data are expressed as the mean plusmn standard error of the mean HRheart rate APm mean arterial blood pressure PAPm pulmonary arterymean pressure CVP central venous pressure CPP pulmonary capillarywedge pressure SVRI systemic vascular resistance index PVRI pulmonaryvascular resistance index CO continuous cardiac output SvO2 mixedvenous oxygen saturation 119879 temperature PS partial support

cerebral vasoconstriction indirectly by reducing cerebralmetabolism and causes a decrease in CBF that is well matchedto cerebral metabolism [46] Regarding why in our studysevoflurane increases CBF Kaisti et al [12] confirmed thatCBF is lower with propofol than with sevoflurane

42 Effe t of Anesthetics on Markers of Tissue Injury Thobjective of a VAD is to maintain adequate organ perfusion[2] However liver dysfunction has been observed despiteadequate hemodynamic support with an LVAD [47] Some

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Ta ble 3 Hematologic parameters and blood gas analysis in bothgroups (propofol and sevoflurane) at baseline and 30 minutes afterimplantation of a left ventricular assist device

Propofol119899 = 5

Sevofl rane119899 = 5

119875 values

pHBaseline 74 plusmn 003 74 plusmn 002 0314PS 301015840 73 plusmn 003 74 plusmn 002 0583

PO2 (mmHg)Baseline 503 plusmn 24 425 plusmn 42 0147PS 301015840 492 plusmn 43 483 plusmn 25 0867

PCO2 (mmHg)Baseline 35 plusmn 2 38 plusmn 2 0428PS 301015840 38 plusmn 3 42 plusmn 3 0322

HCO3minus (mmolL)

Baseline 22 plusmn 1 26 plusmn 1 0073PS 301015840 21plusmn 1 24 plusmn 1 0052

Hb (gdL)Baseline 70 plusmn 01 74 plusmn 04 0337PS 301015840 80 plusmn 05 83 plusmn 07 0730

Hct ()Baseline 197 plusmn 03 219plusmn 12 0148PS 301015840 225plusmn 14 245 plusmn 20 0452

Data are expressed as the mean plusmn standard error of the mean PO2 partialpressure of oxygen PCO2 partial pressure of carbon dioxide HCO3

minusbicarbonate Hb hemoglobin Hcto hematocrit PS partial support

authors have reported hyperbilirubinemia in patients follow-ing implantation of an LVAD by hepatic sinusoid endothelialdysfunction [48] or cardiac congestion [49] In our studytotal bilirubin was higher in propofol-anesthetized animalsthan in sevoflurane-anesthetized animals this finding wasconsistent with reduced blood fl w in the liver and heart withrespect to sevoflurane-anesthetized pigs

Bernard et al [50] found a portal blood fl w decreasedat both 12 and 2 MAC sevoflurane whereas an increase inhepatic arterial blood flow was recorded at 2 MAC Thesefindi gs could explain why sevoflurane increases hepaticblood fl w in our study

43 Benefit of the Results for the Clinics In our study theuse of sevoflurane leads to better outcomes after LVADimplantation by optimizing blood flow in the heart brainand liver Although the necessary time to place an LVADis short the use of volatile anesthetic in cardiac surgerypotentially reduces long-term cardiovascular complicationsand mortality [51] Furthermore intraoperative and post-operative sevoflurane administration in patients undergo-ing off-pump CABG could improve the cardioprotectiveeffect compared with patients who received sevofl rane onlyin the intraoperative period [42] It is possible becausethere is a disposable delivery system (AnaConDa) that isdesigned for halogenated sedation of patients in ICU [42]LVAD biventricular assist device (BIVAD) and extracor-poreal membrane oxygenation (ECMO) are associated with

a high incidence of complications (bleeding and tamponaderequiring reexploration right ventricular failure respiratoryfailure acute respiratory distress syndrome and pulmonaryedema neurologic complications renal and hepatic failureand infection) [5] and patients with complications are likelyto require sedation and mechanical ventilation for a longertime period in ICU [52] The e patients could benefit fromthe sevofl rane eff ct over organs flow not only during theintraoperative but also during the postoperative recoveryperiod in the ICU

44 Study Limitations Th present study is subject to a seriesof limitations First the LVAD is designed to be used inpatients with heart failure therefore our results may notbe directly applicable in clinical practice because we used ahealthy heart as described elsewhere [53 54] Thi limitationshould be addressed in an animal cardiogenic shock modelSecond since we studied the short-term effects of anesthetics(propofol and sevoflurane) in animals with an LVAD thelong-term eff cts of these drugs on organ blood flow warrantfurther investigation Third the effects of inhaled anesthetics[26ndash28 55] and the intravenous anesthesia (propofol opi-oids) [56 57] may be dose-dependent Th concentration ofsevoflurane we used represents approximately 1 minimumalveolar concentration which is similar to the concentrationused in other studies that show benefici l effects in a model ofischemia-reperfusion aft r thoracic-aortic occlusion in pigs[58]

We found that sevofl rane could be superior to propofolwith respect to blood fl w in the brain liver and hearttissue in a porcine model with LVAD These findings mayhave signific nt clinical implications for anesthesiologistsregarding the choice of sevoflurane in patients with an LVAD

Conflict of Interests

The authors declare that there is no conflict of interestsregarding the publication of this paper

Acknowledgment

This work was supported by FIS (PI081480)

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  • Tesis Paloma Morillas Sendiacuten
    • Portada
    • AGRADECIMIENTOS
    • LISTA DE ABREVIATURAS
    • IacuteNDICE
    • Resumen y Abstract
      • Abstract
        • 1 Introduccioacuten
        • 2 Hipoacutetesis y Objetivos
        • 3 Material y Meacutetodo
        • 4 Resultados
        • 5 Discusioacuten
        • 6 Conclusiones
        • Bibliografiacutea
        • Iacutendice de Figuras y Tablas
        • ANEXO
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