La ventilación a pulmón abierto puede entenderse como una estrategia destinada a modificar la relación entre dos fenómenos mecánicos fundamentales del síndrome de dificultad respiratoria aguda: el colapso de unidades pulmonares potencialmente reclutables y la sobredistensión de las unidades que permanecen aireadas. Su fundamento fisiopatológico es razonable: en el síndrome de dificultad respiratoria aguda disminuye el volumen pulmonar funcional disponible para la ventilación debido a edema, pérdida de surfactante, inundación alveolar, consolidación y colapso de regiones dependientes. En consecuencia, el volumen corriente administrado por el ventilador puede distribuirse sobre una cantidad relativamente pequeña de pulmón funcional, lo que favorece la sobredistensión regional. Al mismo tiempo, algunas unidades pueden abrirse durante la inspiración y volver a cerrarse durante la espiración, generando lesión por apertura y cierre repetitivos.
El concepto de pulmón abierto intenta resolver simultáneamente ambos problemas: reclutar las unidades potencialmente reclutables y utilizar una presión positiva al final de la espiración suficientemente elevada para impedir que vuelvan a colapsar, mientras se mantiene un volumen corriente pequeño para evitar que el pulmón ya aireado sea sometido a una distensión excesiva. Sin embargo, esta lógica fisiológica no implica automáticamente un beneficio clínico. La evidencia acumulada demuestra que conseguir un pulmón más abierto desde el punto de vista radiológico, de la oxigenación o de la mecánica respiratoria no necesariamente se traduce en una reducción de la mortalidad. De hecho, algunas estrategias de reclutamiento muy agresivas han aumentado la mortalidad y las complicaciones cardiovasculares.
Fundamento fisiopatológico
El problema central del síndrome de dificultad respiratoria aguda no consiste simplemente en que exista poco oxígeno dentro de los alvéolos. Existe una alteración profunda de la distribución de la ventilación y de la perfusión. El edema pulmonar inflamatorio y la pérdida de aireación reducen el número de unidades disponibles para recibir el volumen corriente. Las regiones no aireadas continúan recibiendo perfusión, lo que produce un cortocircuito intrapulmonar y contribuye a la hipoxemia. Además, las regiones que permanecen abiertas pueden recibir una proporción desproporcionadamente grande del volumen corriente, favoreciendo la lesión pulmonar inducida por el ventilador.
La ventilación mecánica puede, por tanto, producir lesión mediante distintos mecanismos. La atelectrauma corresponde fundamentalmente al daño relacionado con la apertura y el cierre repetitivo de unidades pulmonares inestables. El volutrauma describe la lesión producida por una distensión excesiva de las unidades pulmonares ventiladas. El concepto de barotrauma se relaciona con complicaciones derivadas de presiones elevadas, como el neumotórax, aunque presión y volumen no son fenómenos independientes. Finalmente, la heterogeneidad extrema del pulmón lesionado puede generar concentraciones regionales de estrés y deformación que no son evidentes cuando solamente se observan las variables globales del sistema respiratorio.
Por ello, la estrategia protectora moderna no pretende simplemente mantener una presión elevada. Su objetivo es encontrar un equilibrio entre evitar el colapso y evitar la sobredistensión. Esta distinción es esencial para comprender por qué la ventilación a pulmón abierto tiene una base fisiológica atractiva, pero no puede considerarse intrínsecamente protectora cuando se utilizan presiones de reclutamiento excesivas.
Maniobra de reclutamiento alveolar
La maniobra de reclutamiento consiste en producir un incremento transitorio y controlado de la presión de la vía aérea con el propósito de superar las fuerzas que mantienen cerradas determinadas unidades pulmonares. Una unidad alveolar colapsada no necesariamente vuelve a abrirse con una pequeña elevación de la presión. Puede existir una presión crítica de apertura que debe superarse para que la unidad pase de un estado colapsado a uno aireado. Por esta razón se han estudiado maniobras mediante insuflación sostenida, incrementos escalonados de presión positiva al final de la espiración, incrementos progresivos de presión inspiratoria y otras modalidades.
El razonamiento es que, una vez abiertas determinadas unidades, la presión necesaria para mantenerlas abiertas puede ser considerablemente menor que la presión necesaria para abrirlas inicialmente. Por ello, la maniobra de reclutamiento y la presión positiva al final de la espiración cumplen funciones diferentes: la primera pretende abrir, mientras que la segunda pretende mantener abiertas las unidades previamente reclutadas. Si después de una maniobra de reclutamiento se reduce excesivamente la presión positiva al final de la espiración, el pulmón puede volver a perder parte del volumen reclutado.
Sin embargo, este mecanismo también explica el principal peligro de las maniobras agresivas. Una presión suficiente para abrir una unidad colapsada puede ser excesiva para las regiones que ya estaban abiertas. En un pulmón altamente heterogéneo, la presión aplicada al sistema respiratorio no se distribuye de manera uniforme. Mientras algunas regiones pueden beneficiarse de la presión, otras pueden experimentar sobredistensión. Además, una presión intratorácica elevada puede reducir el retorno venoso, disminuir el llenado ventricular y producir hipotensión.
Por esta razón, actualmente no es adecuado interpretar la maniobra de reclutamiento como una intervención universalmente protectora. La actualización de las recomendaciones de la American Thoracic Society establece una recomendación en contra de las maniobras de reclutamiento prolongadas en pacientes con síndrome de dificultad respiratoria aguda moderado o grave, mientras que favorece, de manera condicional, el empleo de una presión positiva al final de la espiración más elevada sin recurrir a maniobras prolongadas de reclutamiento.
Titulación decremental de la presión positiva al final de la espiración
La titulación decremental parte de una idea diferente. Después de reclutar el pulmón con una presión elevada, se comienza con una presión positiva al final de la espiración relativamente alta y se reduce progresivamente. En cada nivel se evalúa la mecánica respiratoria para identificar el punto en el que comienza a producirse pérdida de unidades pulmonares.
Uno de los métodos utilizados consiste en observar la distensibilidad estática del sistema respiratorio. La distensibilidad representa la relación entre el cambio de volumen y el cambio de presión. Cuando una disminución de la presión positiva al final de la espiración mejora la distensibilidad, puede interpretarse que existe menor sobredistensión. Cuando posteriormente una reducción adicional provoca disminución de la distensibilidad, puede sugerir que comienza el desreclutamiento. Este razonamiento llevó al concepto de seleccionar la presión asociada con la mejor distensibilidad y, en determinados protocolos, añadir posteriormente 2 cmH2O.
El problema es que la mejor distensibilidad no equivale necesariamente a la presión óptima para todos los pacientes. La distensibilidad del sistema respiratorio está determinada por las propiedades combinadas del pulmón y de la pared torácica. Además, una misma presión positiva al final de la espiración puede producir diferentes grados de sobredistensión y colapso en distintas regiones pulmonares. Estudios fisiológicos recientes han demostrado que diferentes métodos de titulación pueden producir valores considerablemente distintos de presión positiva al final de la espiración óptima y que la selección basada exclusivamente en la mayor distensibilidad del sistema respiratorio puede asociarse con mayor riesgo de colapso regional.
Por tanto, la titulación decremental debe entenderse como un método fisiológico de individualización y no como una regla universal que garantice la protección pulmonar.
Volumen corriente bajo
El tercer componente fundamental es mantener un volumen corriente bajo. Esta parte de la estrategia sí posee evidencia clínica sólida. El ensayo clásico de ventilación con volúmenes corrientes bajos demostró que utilizar aproximadamente 6 mL/kg de peso corporal predicho, en lugar de volúmenes considerablemente mayores, disminuyó la mortalidad y aumentó los días sin ventilación mecánica en pacientes con lesión pulmonar aguda y síndrome de dificultad respiratoria aguda. En dicho estudio, los volúmenes corrientes medios durante los primeros días fueron aproximadamente 6.2 mL/kg frente a 11.8 mL/kg de peso corporal predicho.
La recomendación contemporánea mantiene un intervalo de 4–8 mL/kg de peso corporal predicho, con un valor inicial habitual de aproximadamente 6 mL/kg, y recomienda mantener la presión meseta por debajo de 30 cmH2O.
Esto tiene una importancia conceptual enorme. El propósito de abrir el pulmón no es permitir después que se utilicen volúmenes corrientes grandes. El pulmón abierto continúa siendo vulnerable a la sobredistensión. Por ello, el reclutamiento, la presión positiva al final de la espiración y el volumen corriente constituyen componentes interdependientes de la estrategia. Una maniobra que aumenta la cantidad de pulmón aireado puede mejorar la distribución del volumen corriente, pero si se acompaña de presiones o volúmenes excesivos puede producir una lesión que neutralice o supere cualquier beneficio obtenido mediante el reclutamiento.
El ensayo ART
El ensayo Alveolar Recruitment for ARDS Trial constituye uno de los estudios más importantes para comprender las limitaciones de esta estrategia. Incluyó 1010 pacientes con síndrome de dificultad respiratoria aguda moderado o grave y comparó una estrategia de reclutamiento pulmonar seguida de titulación de la presión positiva al final de la espiración según la mejor distensibilidad del sistema respiratorio con una estrategia convencional de presión positiva al final de la espiración baja.
El protocolo de reclutamiento inicial utilizó ventilación controlada por presión con una presión de conducción de 15 cmH2O. La presión positiva al final de la espiración se incrementaba inicialmente hasta 25 cmH2O durante 1 minuto, después hasta 35 cmH2O durante 1 minuto y finalmente hasta 45 cmH2O durante 2 minutos. Posteriormente se realizaba la titulación decremental comenzando con 23 cmH2O y reduciendo la presión en pasos de 3 cmH2O hasta un mínimo de 11 cmH2O. Cada nivel se mantenía durante 4 minutos para determinar la distensibilidad estática del sistema respiratorio. La presión positiva al final de la espiración asociada con la mejor distensibilidad, más 2 cmH2O, se consideraba la presión óptima. Posteriormente se realizaba una nueva maniobra de reclutamiento.
El protocolo tuvo que modificarse durante el ensayo. Después de que se observaran 3 casos de paro cardíaco recuperado posiblemente relacionados con la estrategia, el protocolo de reclutamiento fue modificado para utilizar niveles máximos menores. Este hecho es particularmente importante desde el punto de vista fisiopatológico, ya que demuestra que la presión utilizada para conseguir reclutamiento puede producir efectos sistémicos potencialmente graves.
Los resultados fueron desfavorables para la estrategia experimental. La mortalidad a los 28 días fue de 55.3% en el grupo de reclutamiento y titulación frente a 49.3% en el grupo con presión positiva al final de la espiración baja. La diferencia correspondió a un hazard ratio de 1.20, con intervalo de confianza de 95% de 1.01–1.42 y P = .041. La mortalidad a los 6 meses también fue mayor, 65.3% frente a 59.9%. Además, el grupo experimental presentó menos días libres de ventilación mecánica y mayores tasas de neumotórax que requirió drenaje y de barotrauma.
Estos resultados son especialmente importantes porque muestran que una estrategia capaz de modificar favorablemente determinadas variables fisiológicas puede producir un resultado clínico global desfavorable. En otras palabras, mejorar la mecánica respiratoria no es equivalente a mejorar la supervivencia. El aumento de presión puede abrir unidades colapsadas, pero simultáneamente puede sobredistender regiones ya abiertas y comprometer la circulación.
Ensayo LOV
El ensayo que estudió una estrategia de ventilación con volumen corriente bajo, maniobras de reclutamiento y presión positiva al final de la espiración elevada proporcionó resultados menos negativos que ART, aunque tampoco demostró una reducción estadísticamente significativa de la mortalidad hospitalaria. En 983 pacientes, aproximadamente 85% cumplían criterios de síndrome de dificultad respiratoria aguda al ingreso. La mortalidad hospitalaria fue de 36.4% con la estrategia de pulmón abierto frente a 40.4% con la estrategia convencional, con P = .19.
La estrategia sí produjo algunos efectos fisiológicos y clínicos favorables. La presión positiva al final de la espiración media durante las primeras 72 horas fue de 14.6 cmH2O frente a 9.8 cmH2O, y el grupo experimental presentó menor incidencia de hipoxemia refractaria, menor mortalidad asociada con hipoxemia refractaria y menor utilización de determinadas terapias de rescate.
Este estudio ayuda a comprender la heterogeneidad de la evidencia. No todas las estrategias de pulmón abierto tienen los mismos efectos. La intensidad de las maniobras, el nivel de presión positiva al final de la espiración, la selección de pacientes y las intervenciones concomitantes modifican profundamente la relación entre beneficio y riesgo. Por ello, no resulta correcto afirmar simplemente que «el pulmón abierto funciona» o que «el pulmón abierto no funciona»; debe especificarse qué intervención se realizó, con qué intensidad, en qué pacientes y frente a qué estrategia de comparación.
Ensayo piloto de estrategia de pulmón abierto
En un ensayo piloto multicéntrico de pacientes con síndrome de dificultad respiratoria aguda persistente moderado o grave, una estrategia de pulmón abierto basada en reclutamiento escalonado, titulación decremental de la presión positiva al final de la espiración y limitación de las presiones de la vía aérea se comparó con una estrategia convencional de volumen corriente bajo y presión positiva al final de la espiración estándar. La mortalidad a los 60 días fue de 29% frente a 33%, con P = .18, por lo que no se demostró una diferencia estadísticamente significativa.
No obstante, la estrategia de pulmón abierto sí produjo una reducción significativa de la presión de conducción y una mejoría de la oxigenación durante las primeras 72 horas. Esto constituye un ejemplo claro de la diferencia entre efecto fisiológico y beneficio clínico definitivo. Una intervención puede mejorar la oxigenación y disminuir la presión necesaria para administrar un determinado volumen sin demostrar que reduzca la mortalidad.
Ensayo PHARLAP
El ensayo PHARLAP estudió una estrategia todavía más agresiva de reclutamiento máximo, titulación de la presión positiva al final de la espiración y limitación adicional del volumen corriente. El estudio fue detenido prematuramente después de la publicación del ensayo ART, cuando solamente se habían aleatorizado 115 pacientes de los 340 previstos.
A los 28 días no existieron diferencias en los días libres de ventilación mecánica: la mediana fue de 16 días en el grupo de reclutamiento máximo frente a 14.5 días en el grupo control, con P = .95. Tampoco hubo diferencia en mortalidad, que fue de 24.6% frente a 26.8%, con P = .79, ni en barotrauma.
Sin embargo, apareció una señal de seguridad importante: las nuevas arritmias cardíacas ocurrieron en 29% de los pacientes del grupo de reclutamiento máximo frente a 13% del grupo control, con P = .03. Paralelamente, el grupo experimental necesitó menos terapias adicionales para la hipoxemia, lo que indica nuevamente que una mejoría en la oxigenación no necesariamente compensa los efectos adversos de una intervención altamente agresiva.
Durante las maniobras también se observaron episodios de hipotensión y desaturación. En algunos casos la hipotensión fue suficientemente intensa para requerir incremento de los vasopresores. Esto proporciona una explicación fisiológica plausible para parte del riesgo cardiovascular: al elevar considerablemente la presión intratorácica se reduce el gradiente de presión que favorece el retorno venoso, disminuye el llenado cardíaco y puede reducir el gasto cardíaco, especialmente en pacientes con reserva cardiovascular limitada.
Qué demuestra realmente la evidencia
La revisión sistemática de Cochrane encontró que las maniobras de reclutamiento pueden producir beneficios fisiológicos, pero la evidencia sobre mortalidad es mucho menos convincente. Las estrategias que incorporaban reclutamiento podían mejorar variables como el cortocircuito intrapulmonar y la mecánica respiratoria, pero no demostraron de manera consistente una reducción de la mortalidad a los 28 días o durante la hospitalización. La certeza de la evidencia se consideró baja debido, entre otros factores, a la heterogeneidad de las estrategias y a que muchas intervenciones combinaban reclutamiento con otros componentes de ventilación protectora.
Los ensayos ART y PHARLAP modificaron considerablemente la interpretación de esta evidencia. ART no solamente no demostró beneficio, sino que encontró un aumento de mortalidad y barotrauma con una estrategia agresiva de reclutamiento y titulación. PHARLAP tampoco demostró beneficio clínico y encontró un aumento significativo de nuevas arritmias cardíacas.
Por ello, las recomendaciones más recientes han evolucionado. La actualización de la American Thoracic Society recomienda una presión positiva al final de la espiración más elevada, de manera condicional, en pacientes con síndrome de dificultad respiratoria aguda moderado o grave, pero sin maniobras de reclutamiento pulmonar prolongadas. La recomendación contra estas maniobras prolongadas es fuerte y se basa en evidencia de certeza moderada.
Esto representa un cambio conceptual importante: actualmente no debe interpretarse «pulmón abierto» como sinónimo de «utilizar las presiones más altas posibles». El objetivo es proporcionar una presión positiva al final de la espiración suficiente para evitar el colapso, pero manteniendo simultáneamente una estrategia de ventilación protectora y evitando presiones de reclutamiento innecesariamente elevadas o prolongadas.
Relación entre oxigenación, distensibilidad y supervivencia
La aparente contradicción de estos estudios puede resolverse distinguiendo tres niveles de resultado.
En primer lugar está el resultado fisiológico. Una maniobra de reclutamiento puede aumentar el número de unidades ventiladas, disminuir el cortocircuito y mejorar la oxigenación. También puede modificar favorablemente la distensibilidad y reducir la presión de conducción. Estos efectos han sido observados en diferentes estudios.
En segundo lugar está el resultado mecánico. Una mejor distensibilidad puede indicar que una determinada presión está favoreciendo el reclutamiento o reduciendo la sobredistensión, pero la distensibilidad global no permite conocer perfectamente lo que ocurre en cada región pulmonar. Es posible que unas regiones se recluten mientras otras se sobredistienden. Los estudios que comparan diferentes métodos de titulación muestran precisamente que la presión considerada óptima puede variar considerablemente según el criterio utilizado.
Finalmente está el resultado clínico. La mortalidad depende no solamente de la oxigenación pulmonar, sino también de la lesión pulmonar inducida por el ventilador, la función cardiovascular, la respuesta inflamatoria sistémica, la lesión renal, la sepsis, la función de otros órganos y la enfermedad subyacente. Por tanto, una mejoría aislada de la oxigenación no puede utilizarse como sustituto de un beneficio clínico. Los resultados de ART y PHARLAP ilustran esta diferencia de manera particularmente clara.
La importancia de la presión de conducción
La presión de conducción se calcula como la diferencia entre la presión meseta y la presión positiva al final de la espiración. Es una variable que intenta aproximarse a la presión necesaria para generar el volumen corriente dentro del sistema respiratorio después de descontar la presión basal proporcionada por la presión positiva al final de la espiración. La reducción de esta presión fue uno de los efectos favorables observados en algunos estudios de pulmón abierto.
Su importancia reside en que el mismo volumen corriente puede representar una carga mecánica muy diferente dependiendo del tamaño funcional del pulmón disponible. Si existe un pulmón funcional muy pequeño, un volumen corriente aparentemente moderado puede producir una distensión considerable. La ventilación protectora intenta, por tanto, reducir tanto el volumen corriente como las presiones asociadas con su administración.
Sin embargo, tampoco debe interpretarse la presión de conducción como un objetivo aislado. El ensayo STAMINA, realizado en pacientes con síndrome de dificultad respiratoria aguda moderado o grave secundario a neumonía adquirida en la comunidad, comparó una estrategia destinada a limitar la presión de conducción mediante titulación de la presión positiva al final de la espiración con una estrategia de presión positiva al final de la espiración baja. Aunque consiguió una reducción pequeña de la presión de conducción, no aumentó los días libres de ventilación mecánica ni produjo diferencias significativas en los resultados secundarios.
Esto refuerza una idea fundamental: una variable fisiológica útil no necesariamente constituye por sí misma un objetivo terapéutico suficiente.
Riesgo cardiovascular
El componente cardiovascular es especialmente importante cuando se utilizan maniobras de reclutamiento. El incremento de la presión intratorácica puede reducir el retorno venoso y, en consecuencia, disminuir la precarga ventricular. Al mismo tiempo, puede aumentar la poscarga del ventrículo derecho al modificar las condiciones vasculares pulmonares, particularmente cuando la sobredistensión alveolar comprime los vasos pulmonares. El resultado puede ser hipotensión y, en pacientes vulnerables, deterioro del gasto cardíaco. Los episodios de hipotensión observados durante PHARLAP y los eventos cardiovasculares descritos durante ART son compatibles con este mecanismo.
Este aspecto explica por qué una estrategia de reclutamiento no debe evaluarse exclusivamente mediante gases arteriales o mecánica respiratoria. Durante una maniobra puede observarse una mejoría de la oxigenación al mismo tiempo que el paciente desarrolla hipotensión. Si la presión arterial y la perfusión sistémica empeoran significativamente, el beneficio pulmonar inmediato puede ser clínicamente irrelevante o incluso perjudicial.
Por qué el concepto sigue siendo importante
A pesar de sus limitaciones, el concepto de pulmón abierto continúa siendo fundamental para comprender la ventilación protectora. Su mayor contribución conceptual consiste en haber demostrado que la ventilación mecánica no debe contemplarse únicamente como la administración de un volumen corriente, sino como una interacción dinámica entre volumen, presión, tiempo, reclutamiento, desreclutamiento y distribución regional de la ventilación.
El problema consiste en encontrar el punto en el que la presión positiva al final de la espiración sea suficientemente elevada para evitar el colapso, pero no tan elevada como para provocar sobredistensión o compromiso hemodinámico. Este equilibrio no es idéntico en todos los pacientes. Depende de la gravedad del síndrome de dificultad respiratoria aguda, de la cantidad de pulmón potencialmente reclutable, de la distensibilidad de la pared torácica, de la obesidad, de la presencia de edema pulmonar, de la distribución de las lesiones y de las condiciones cardiovasculares.
Por ello, la evidencia contemporánea favorece una interpretación más matizada: la ventilación protectora con volumen corriente bajo constituye el elemento fundamental; una presión positiva al final de la espiración relativamente elevada puede ser apropiada en el síndrome de dificultad respiratoria aguda moderado o grave; pero las maniobras de reclutamiento prolongadas y agresivas no deben utilizarse rutinariamente.
En consecuencia, la afirmación de que la ventilación a pulmón abierto «minimiza» el atelectrauma y el volutrauma debe formularse con cautela. Teóricamente, reclutar y estabilizar unidades pulmonares puede reducir la apertura y el cierre cíclicos. Fisiológicamente, puede mejorar la oxigenación y la mecánica respiratoria. Clínicamente, sin embargo, las estrategias de reclutamiento máximo no han demostrado reducir la mortalidad y algunas han aumentado el daño. Por tanto, no es correcto considerar que una mayor apertura pulmonar sea siempre equivalente a una mayor protección pulmonar.
La conclusión más sólida de la evidencia actual es que el objetivo terapéutico no debe ser «abrir el máximo pulmón posible», sino mantener una ventilación protectora que minimice simultáneamente el colapso repetitivo, la sobredistensión y las consecuencias hemodinámicas de las presiones elevadas. En este sentido, el concepto moderno de pulmón abierto ha evolucionado desde una estrategia basada en reclutamiento máximo hacia una estrategia más prudente e individualizada de prevención del desreclutamiento sin reclutamiento agresivo, integrada con volumen corriente bajo y control de las presiones.
Fuente y lecturas recomendadas:
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- Fan, E., Walkey, A. J., Goligher, E. C., Del Sorbo, L., Hodgson, C. L., Munshi, L., … Brochard, L. (2024). An update on management of adult patients with acute respiratory distress syndrome: An official American Thoracic Society clinical practice guideline. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine, 209(1), 24–36. https://doi.org/10.1164/rccm.202311-2011ST
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Originally posted on 11 de julio de 2023 @ 3:38 AM
