Impacto de la hiperoxemia en la mortalidad en pacientes críticos con neumonía asociada al ventilador
- Introducción
- Métodos
- Características del estudio
- Definiciones
- Pacientes del estudio
- Recopilación de datos
- Análisis estadístico
- Resultados
- Características del paciente
- Factores de riesgo para la mortalidad en la UCI
- Análisis univariado
- El análisis multivariado
- Impacto de la hiperoxemia en otros resultados
- Resultados microbiológicos
- Discusión
- Conclusiones
- Agradecimientos
- Nota al pie de página
Introducción
El oxígeno se usa comúnmente en pacientes críticos (1). Varios estudios demostraron claramente que el oxígeno se utilizaba con frecuencia más allá de las necesidades de los pacientes y que la hiperoxemia era común en las unidades de cuidados intensivos (UCI) (2-4). Sin embargo, la seguridad de la hiperoxemia ha sido cuestionada recientemente (5). Una estrategia basada en el tratamiento con oxígeno liberal está destinada a evitar la hipoxia y aumentar el suministro de oxígeno a los diferentes órganos que sufren. Sin embargo, este suministro excesivo no es seguro y podría generar daños a través de la producción de especies reactivas de oxígeno (ROS). Las altas concentraciones de ERO mediadas por estrés pueden provocar necrosis celular y apoptosis (6). Además, la hiperoxemia induce vasoconstricción y disminuye el gasto cardíaco, lo que reduce el flujo sanguíneo y, en última instancia, el transporte de oxígeno (5,7). El proceso de estrés oxidativo podría provocar un fallo multiorgánico (8). La asociación entre mortalidad e hiperoxemia también fue reportada por estudios retrospectivos realizados en diferentes poblaciones de pacientes (9-11). En pacientes ventilados mecánicamente, los resultados de los estudios disponibles sobre la relación entre mortalidad e hiperoxemia son controvertidos. Un estudio prospectivo reciente (12) evaluó el impacto de la terapia de oxígeno conservadora frente a la convencional en la mortalidad en pacientes de UCI. Los autores concluyeron que alcanzar un objetivo de oxigenación conservador resultó en una disminución de la mortalidad en la UCI, pero la tasa de pacientes con infecciones respiratorias asociadas al ventilador fue similar en los dos grupos.
La fisiopatología de las lesiones pulmonares resultantes de la hiperoxemia se ha descrito claramente en estudios con animales (13,14). En estudios previos se notificó lesión pulmonar aguda hiperóxica (HALI). Algunos mecanismos responsables de HALI son similares a los del síndrome de dificultad respiratoria aguda (SDRA) (15,16). Las complicaciones de la hiperoxemia, como la lesión pulmonar aguda, la atelectasia y la disminución de la eliminación de bacterias, podrían estar asociadas con el desarrollo de neumonía asociada al ventilador (VAP) (17). Entezari et al. (18) demostraron que la exposición a hiperoxemia durante un largo período de tiempo redujo la capacidad de los macrófagos en la fagocitosis de Pseudomonas aeruginosa. Otro estudio reportó altas tasas de mortalidad en ratones infectados con P. aeruginosa y expuestos a hiperoxemia (19). Recientemente, realizamos un análisis retrospectivo de los datos recopilados prospectivamente en una cohorte de 503 pacientes que recibieron ventilación mecánica (VM) para >48 h (20). El análisis multivariado identificó la hiperoxemia como un factor de riesgo independiente para la VAP {odds ratio (OR) = 1,1 por día, P=0,004}.
Hasta donde sabemos, ningún estudio clínico ha evaluado el impacto de la hiperoxemia en la mortalidad de pacientes con PAV. Sin embargo, los pacientes con PAV tienen daño alveolar localizado o difuso, y podrían tener un mayor riesgo de mortalidad en presencia de hiperoxemia. Nuestra hipótesis fue que en los pacientes con PAV, la hiperoxemia podría estar asociada a mayores tasas de mortalidad en la UCI. Por lo tanto, realizamos este estudio retrospectivo de un solo centro para investigar la influencia de la hiperoxemia en la mortalidad y morbilidad en la UCI en pacientes con PAV.
Métodos
Características del estudio
Este estudio se realizó en una UCI mixta de 50 camas, en el hospital universitario de Lille, Francia, de enero de 2016 a enero de 2017. El IRB del Hospital Universitario de Lille aprobó el estudio y renunció al consentimiento informado. De acuerdo con la legislación francesa, y debido al diseño observacional retrospectivo, no se requería el consentimiento informado por escrito.
Todos los datos se recopilaron de forma retrospectiva. Todos los pacientes con PAV fueron incluidos en este estudio. Solo se investigaron los primeros episodios de VAC.
Definiciones
La PAV se definió como la presencia, > 48 h después de iniciar VM invasiva, de infiltrado pulmonar nuevo o progresivo, y al menos dos de los siguientes criterios: (I) fiebre (≥38 °C)o hipotermia (≤36 °C); II) leucocitosis (≥11×109/L) o leucopenia (<3,5×109/L), y III) secreciones respiratorias purulentas (21). Se requirió confirmación microbiológica en todos los pacientes . La PAV se consideró de inicio temprano cuando se diagnosticó antes del quinto día, y de inicio tardío cuando se diagnosticó al quinto día o después, después de iniciar la VM (21).
Los siguientes microorganismos se definieron como bacterias multirresistentes (MDRB): ceftazidima o P resistente al imipenem. aeruginosa, bacilos gramnegativos productores de β-lactamasa, Acinetobacter baumannii resistente a imipenem y Staphylococcus aureus resistente a meticilina.
La hiperoxemia se definió como valores de saturación periférica de oxígeno (SpO2) ≥98%. En todos los pacientes, se recogió prospectiva y automáticamente una medición por hora, durante todo el período de VM invasiva. El porcentaje diario de tiempo de hiperoxemia se calculó como el número de horas de hiperoxemia dividido por 24. Por ejemplo, un paciente que pasaba 6 h con hiperoxemia al día tenía un porcentaje del 25% (6/24).
El uso previo de antibióticos se definió como el tratamiento antimicrobiano durante los tres meses anteriores al ingreso en la UCI. El tratamiento antibiótico se consideró apropiado cuando se administró al menos un antibiótico activo in vitro en todos los organismos causantes de la PAV para tratar la PAV. El tratamiento antibiótico para pacientes con sospecha de VAC se basó en las directrices ATS / IDSA (21).
El objetivo principal fue determinar el impacto de la hiperoxemia en la mortalidad en la UCI. El objetivo secundario fue determinar el impacto de la hiperoxemia en la duración de la VM, los días sin ventilación mecánica, la puntuación de la evaluación de la insuficiencia orgánica relacionada con la sepsis (SOFA) en el momento de la aparición de la VAP y la duración de la estancia en la UCI.
Pacientes del estudio
Se utilizó de forma rutinaria una estrategia de prevención de la VAC durante el período del estudio. No se utilizaron directrices escritas sobre oxigenoterapia en la UCI durante el período de estudio.
Recopilación de datos
Todos los datos se registraron retrospectivamente desde el 1 de enero de 2016 hasta el 1 de enero de 2017. Se registraron las siguientes características al ingreso en la UCI: edad, sexo masculino, gravedad de la enfermedad según el score simplificado de fisiología aguda (SAPS) II y el score SOFA; comorbilidades, ubicación antes de la admisión en la UCI, categoría de admisión (médica o quirúrgica), causa de la admisión en la UCI, PaO2, FiO2 y porcentaje de tiempo de hiperoxemia durante las primeras 24 h.: porcentaje diario de tiempo de hiperoxemia (SpO2 ≥98%), número de días desde el inicio de la VM invasiva hasta la aparición de la VAP, puntuación clínica de infección pulmonar (IPC) y puntuación SOFA en el día del diagnóstico de la VAP, duración de la VM, resultados microbiológicos, adecuación de los antimicrobianos y su duración, y mortalidad en la UCI. Todos los datos fueron recolectados desde el ingreso en la UCI hasta la muerte o el alta en la UCI.
Análisis estadístico
Para el análisis de los datos se utilizó el software SPSS (SPSS, Chicago, IL, EE.UU.). Las variables categóricas se describieron como frecuencias (%). Se comprobó la normalidad de la distribución de las variables continuas. Las variables continuas normales y asimétricas se describieron como media ± DE, o mediana y rango intercuartílico (RIC), respectivamente. Todos los valores de P eran de dos colas. Las diferencias se consideraron significativas si los valores de P eran < 0,05.
Para determinar los factores relacionados con la mortalidad, los sobrevivientes se compararon con los no sobrevivientes mediante análisis bivariados y multivariados. Se utilizó la prueba de la χ2 o la prueba exacta de Fischer para comparar variables cualitativas, según procediera. Se utilizó la prueba t de Student o la prueba U de Mann-Whitney para comparar variables continuas, según correspondiera. Todas las variables del análisis univariado con valores de P < 0,1 se incorporaron al análisis de regresión logística multivariado. Este corte se estableció para incluir un número limitado de variables en el modelo de regresión logística, ya que el número de desenlaces (muerte en la UCI) fue relativamente pequeño (n=30). Se calcularon la OR y el IC del 95% para todas las variables cualitativas significativas en el análisis univariado y para todas las variables significativas en el análisis multivariado. Se probaron las posibles interacciones y se calculó la bondad de ajuste de Hosmer-Lemeshow. El modelo multivariable se consideró exacto si el valor de p de la prueba de Hosmer-Lemeshow no era significativo.
Para determinar el impacto de la hiperoxemia en la morbilidad, se compararon los días sin VM, la duración de la estancia en la UCI, la puntuación SOFA en el diagnóstico de la PAV entre los pacientes que pasaron >el 43% del tiempo con hiperoxemia con aquellos que pasaron ≤43% del tiempo con hiperoxemia. Se seleccionó el umbral del 43% porque era la mediana de tiempo de hiperoxemia durante los 3 días anteriores al diagnóstico de la VAC en todos los pacientes del estudio.
Resultados
Características del paciente
Quinientos cuarenta y siete pacientes recibieron VM invasiva durante más de 48 horas durante el período de estudio. Noventa y tres pacientes (17%) desarrollaron al menos un episodio de VAC y todos fueron incluidos en el estudio. La tasa de incidencia de PAV fue de 11,7 PAV por 1.000 días de ventilación mecánica. Treinta pacientes con PAV (32%) murieron en la UCI. Las características de los pacientes se presentan en la Tabla 1.2.
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Factores de riesgo para la mortalidad en la UCI
Análisis univariado
Aunque la edad y la puntuación del SOFA en el día del diagnóstico de la PAV fueron significativamente menores, el porcentaje de pacientes con tratamiento antibiótico adecuado fue significativamente mayor en los sobrevivientes, en comparación con los no sobrevivientes (Tablas 1,2).
No se encontraron diferencias significativas en el tiempo de hiperoxemia en el ingreso en la UCI, en el diagnóstico de la PAV, durante los 7 días previos al diagnóstico de la PAV y los 7 días posteriores al diagnóstico de la PAV entre sobrevivientes y no sobrevivientes (Figura 1).
El análisis multivariado
La edad y la puntuación SOFA en el diagnóstico de la PAV se asociaron de forma independiente con un mayor riesgo de mortalidad en la UCI (Tabla 3).
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Impacto de la hiperoxemia en otros resultados
No se encontraron diferencias significativas en la puntuación del SOFA el día del diagnóstico de la PAV, la duración total de la VM, los días libres de VM o la duración de la estancia en la UCI entre los pacientes que pasaron >43% del tiempo con hiperoxemia, y aquellos que pasaron ≤43% del tiempo con hiperoxemia durante los 3 días anteriores a la aparición de la VAC (Tabla 4).
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Resultados microbiológicos
La VAP fue polimicrobial en 15 (16%) pacientes y se relacionó con MDRB en 25 (27%) pacientes. Las bacterias gramnegativas representaron el 78% de todas las bacterias y se identificaron en el 75% de los pacientes con PAV. P. aeruginosa (24%), Klebsiella sp. (16%) y S. aureus (18%) fueron las bacterias más frecuentes en los pacientes con PAV (Tabla 5).
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Discusión
En nuestro estudio, la hiperoxemia al ingreso en la UCI o durante la estancia en la UCI no se asoció significativamente con la mortalidad en la UCI en pacientes con PAV. De manera similar, la hiperoxemia no afectó a la morbilidad (duración de la VM, días sin VM, puntuación SOFA en el momento de la aparición de la VAP y duración de la estancia en la UCI) en estos pacientes. Solo la edad y la puntuación SOFA en el día de la ocurrencia de la PAV se asociaron de forma independiente con un mayor riesgo de mortalidad en la UCI.
Hasta donde sabemos, nuestro estudio es el primero en evaluar la relación entre hiperoxemia y mortalidad en pacientes con PAV. Se podría argumentar que la hiperoxemia habría resultado en lesiones pulmonares más graves en pacientes con PAV y tasas de mortalidad más altas. Estudios previos han demostrado claramente el impacto negativo de la hiperoxemia en el pulmón y han descrito HALI (11,13,15,16,22,23). Sin embargo, no se encontró relación significativa entre la hiperoxemia y la mortalidad en esta cohorte de pacientes con PAV.
La definición de hiperoxemia se basó en un umbral arbitrario y podría ser objeto de debate, ya que no existe consenso sobre la definición de esta condición. Sin embargo, la definición utilizada en nuestro estudio fue bastante estricta y el tiempo medio diario de hiperoxemia (45%) estuvo en línea con el reportado por un estudio multicéntrico reciente (59%) (2). Estudios intervencionistas recientes también utilizaron el umbral de SpO2 ≥98% para definir la hiperoxemia (12,24-26). Solo se recogió un valor de SpO2 por hora y se consideró este valor como sustituto para toda la hora. Esto podría haber influido en la fiabilidad de nuestro análisis. Sin embargo, esta aproximación probablemente podría reflejar la exposición diaria a la hiperoxemia. Además, no se encontró diferencia significativa en el porcentaje de pacientes con hiperoxemia, definida como PaO2 >120 mmHg, al ingreso en la UCI entre sobrevivientes y no sobrevivientes. Se utilizó el umbral arbitrario del 43% del tiempo pasado con hiperoxemia para determinar el impacto de la hiperoxemia en los desenlaces secundarios. Se habrían obtenido resultados diferentes si se hubieran utilizado valores de PaO2. Sin embargo, todos los análisis se repitieron utilizando un umbral más estricto para el porcentaje de tiempo pasado con hiperoxemia (>cuartil 75) en el ingreso en la UCI, en el diagnóstico de la PAV, durante los 7 días anteriores o posteriores a la PAV. Se encontraron resultados similares con respecto a la relación entre hiperoxemia, mortalidad o desenlaces secundarios (datos no mostrados). En un gran estudio multicéntrico de cohortes, se encontró una relación dosis-respuesta entre los niveles de oxígeno arterial suprafisiológico y la mortalidad hospitalaria, la mortalidad en la UCI y los días sin VM (11). El tamaño del efecto se vio influenciado por la definición de hiperoxia arterial, y la hiperoxia grave se asoció con resultados precarios.
Un gran número de pacientes incluidos en nuestro estudio presentaban lesiones pulmonares al ingreso en la UCI. Por lo tanto, el impacto de la hiperoxemia en la mortalidad podría haber sido confundido por este factor. Sin embargo, los análisis de subgrupos de pacientes con o sin lesión pulmonar aguda al ingreso en la UCI mostraron resultados similares (no se muestran datos). La mediana de tiempo desde el ingreso hasta la aparición de la VAC fue relativamente larga (9 días). Por lo tanto, el impacto de la hiperoxemia en el ingreso en la UCI en la mortalidad podría haberse reducido. Varios estudios previos mostraron que el impacto negativo de la hiperoxemia en el desenlace fue mayor durante las primeras 24 h después del ingreso en la UCI, cuando la enfermedad aguda es más grave, en comparación con el período posterior de VM y enfermedad crítica. El número de pacientes incluidos (n=93) fue relativamente pequeño. Por lo tanto, se requieren estudios más amplios para evaluar la relación entre la hiperoxemia y la mortalidad en pacientes con PAV.
Varios estudios en animales destacaron la relación entre la hiperoxemia y la PAV, y sugirieron que podría estar relacionada con una alteración de la fagocitosis y la inmunidad innata a través de mecanismos moleculares y un aumento de la respuesta inflamatoria (19,27,28). De hecho, en animales expuestos a hiperoxemia, las ROS median la modulación directa e indirecta de moléculas de señalización como proteínas quinasas, factores de transcripción, receptores y factores pro y antiapoptóticos (29). Sin embargo, varios aspectos no están claros. ¿Es un fenómeno dependiente de la concentración o del tiempo? ¿Cuándo la lesión hiperóxica es la más perjudicial? ¿Cómo diferenciar la lesión pulmonar relacionada con la VM de la asociada a la hiperoxemia? Una mejor comprensión de las vías de señalización que conducen a HALI sería útil para mejorar la prevención y el tratamiento de la VAP.
Los estudios en animales mostraron que el deterioro de los macrófagos puede restaurarse con antioxidantes, y que el mecanismo molecular de protección celular podría estar involucrado en la respuesta fisiológica a la exposición suprafisiológica en pacientes ventilados (30,31). En un estudio en animales, en el que los animales estaban recibiendo hiperoxemia, la suplementación con ácido ascórbico se asoció con una mejora significativa del aclaramiento de P. Aeruginosa y una disminución de los niveles de HMGB1 y especies reactivas de oxígeno en el tejido pulmonar (32).
Además de las limitaciones mencionadas anteriormente, nuestro estudio fue retrospectivo y se realizó en un solo centro. Por lo tanto, nuestros resultados no pudieron generalizarse a otras UTIS. Sin embargo, la mediana de tiempo pasado con hiperoxemia estuvo en línea con estudios previos. Además, se identificaron prospectivamente todos los episodios de VAC. No se disponía de datos sobre la configuración del ventilador, la puntuación de Murray en el diagnóstico de la PAV ni sobre la correlación entre PaO2 y SpO2. Trastornos vasomotores periféricos, flujo bajo, factores que influyen en la curva de disociación del oxígeno (temperatura, pH, PaCO2), artefactos relacionados con el movimiento, pueden alterar la medición de la SpO2 (33). Además, hay heterogeneidad en el desempeño de varios dispositivos de oximetría de pulso en la UCI, y la oximetría de pulso podría sobreestimar la saturación arterial de oxígeno. El sesgo tiende a aumentar con el aumento del lactato y la hipoxia (34). Sin embargo, no existe una definición consensuada de hiperoxemia en la literatura. Además, se utilizó SpO2 ≥98% en varios estudios recientes sobre hiperoxemia (2,12,24-26).
Conclusiones
La hiperoxemia al ingreso en la UCI, o durante la estancia en la UCI, no tuvo un impacto significativo en la mortalidad en la UCI en pacientes críticos con PAV. Se requieren estudios multicéntricos más amplios para evaluar mejor el impacto de la hiperoxemia en la mortalidad de los pacientes con PAV.
Agradecimientos
Ninguno.
Nota al pie de página
Conflictos de interés: S Nseir: MSD (conferencia) y Ciel Medical (consejo asesor). Este estudio se presentó en parte como resumen en el congreso de la Sociedad Francesa de Cuidados Intensivos, París 2017.
Declaración ética: El IRB del Hospital Universitario de Lille aprobó el estudio y renunció al consentimiento informado
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