Síndrome de Insuficiencia Respiratoria Integrantes: Márquez, Jenny; Marcano, Edgard; Marrero, Rafael; Navarro, Isdalys; Martínez, Aideé. Dr. José Zerpa. La dificultad o insuficiencia respiratoria es el diagnostico primario en cerca del 50% de los niños ingresados en las unidades de cuidados intensivos pediátricas y es una de las causas mas frecuentes de parada cardiorrespiratoria infantil. La insuficiencia respiratoria se debe a la alteración en el intercambio gaseoso del pulmón. Las 4 alteraciones principales son: a) Hipoventilación. b) Disminución de la Difusión. c) Cortocircuito Intrapulmonar. d) Alteración en la relación Ventilación-perfusión (V/Q.) La IR es la incapacidad del Sistema Pulmonar para satisfacer las demandas metabólicas del organismo. A nivel alveolar cuando esta función no puede realizarse adecuadamente, se presenta el síndrome de insuficiencia, el cual se define como: Franca disminución de la capacidad respiratoria que impide el intercambio gaseoso normal del 02 y el C02, a través de los pulmones, produciendo un estado orgánico de Hipoxia (Pa02 menor 50 mm/Hg) y de Hipercapnia (Pa C02 mayor de 50 mm/Hg) lo que traduce en alteración del metabolismo tisular y sus consecuentes manifestaciones clásicas. DIAGNÓSTICO GASOMÉTRICO: PaO 2 ‹50 mmHg PaCO2 ›50 mmHg producen hipoxemia. Anatómicamente se clasifica en: Obstrucción de la Vía Respiratoria Central: Traqueomalacia, Aspiración de Cuerpos Extraños, Estenosis Subglótica, Anillo Vascular, Epiglotitis, Crup, Hipertrofia Adenoamigdalar, Casi estrangulación, Parálisis de las Cuerdas Vocales. Obstrucción de la Vía Respiratoria periférica: Bronquiolitis, Asma, Aspiración, Fibrosis Quística, Broncomalacia. Lesión Alveolar Difusa (SDRA): Sepsis, Embolia Pulmonar, Neumonía, Contusión Pulmonar, Edema pulmonar, Shock. B. Bomba respiratoria: la actividad coordinada del SNC y los músculos respiratorios actúan como una bomba respiratoria por lo que la IR puede provenir de una disfunción neuromuscular, muscular o del SNC. La IR de la bomba respiratoria causa Hipoventilación, disminución de la ventilación alveolar e Hipercapnia. Anatómicamente se clasifica en: Deformidad de la Pared Torácica: Cifoscoliosis, Síndrome de Prune-Belly, Hernia Diafragmática, Distrofia Torácica Asfixiante, Volet Costal, Hipoplasia Pulmonar, Eventración del Diafragma. Tronco Encefálico: Apnea del Sueño, Traumatismo, Hipoventilación Central, Infección del SNC, Intoxicación Farmacológica (depresión de centros respiratorios). Médula Espinal: Traumatismo, Poliomielitis, Enfermedad de Werdnig-Hoffman. Neuromuscular: Lesión Postquirúrgica del Nervio Frénico, Traumatismo del Parto, Síndrome de Guillain-Barré, Botulismo del Lactante, Muscular. Etiología Según la Edad: 1. Recién nacidos: Membrana Hialina, Bronconeumonía Bacteriana, Bronquiolitis, Obstrucciones de vías aéreas, Asma y Sepsis. Etiología: Clasificación Anatómica. 2. Lactantes: Síndrome de Aspiración, Encefalopatía Hipóxica, Apnea. La insuficiencia respiratoria puede deberse a una enfermedad a pulmonar o a la disfunción de la bomba respiratoria. 3. Preescolar y Escolar: Estados Asmáticos, Bronconeumonía, Neumonía, Intoxicación Farmacológica, Falla Renal, Polineuritis. A. Pulmón: las enfermedades pulmonares afectan las vías respiratorias, los alvéolos o la circulación pulmonar de forma individual o en combinación y Clasificación Según Duración o Forma de Presentación: 1. Insuficiencia Respiratoria Aguda: Se trata de una insuficiencia de instalación rápida en un pulmón previamente sano, por lo que las reservas funcionales del órgano están intactas. Sin embargo, por la velocidad de instalación, no existe un tiempo suficiente para desarrollar plenamente todos los mecanismos de adaptación y compensación. PaO2 <55 mmHg y acompañado de > PaCO2. 2. Insuficiencia Respiratoria Crónica: En esta condición, la enfermedad causal produce una pérdida paulatina de la función respiratoria, por lo que el organismo tiene tiempo para poner en juego mecanismos de adaptación. Con éstos se establece una nueva “normalidad”, llamativamente bien tolerada por mucho tiempo. No obstante, estos pacientes tienen sus reservas funcionales disminuidas o agotadas, lo que les dificulta soportar enfermedades agregadas. PaO2 <60 mmHg con o sin > PaCO2. Se establece una IRC por la puesta en marcha de los mecanismos compensadores de adaptación que intentan evitar la hipoxia tisular y que se desarrollan en la IR aguda (IRA). Entre estos mecanismos tenemos: el aumento de la frecuencia ventilatoria, la poliglobulia, el desplazamiento de la curva de disociación de la hemoglobina a la derecha facilitando la liberación de O2, la vasoconstricción pulmonar que intenta derivar la sangre a espacios mejor ventilados y la retención de bicarbonato por los túbulos renales para intentar compensar la acidosis respiratoria 3. Insuficiencia Crónica Agudizada: Esta tercera eventualidad es la mezcla de las condiciones anteriores: se presenta en el enfermo crónico, que es bruscamente sacado de “su” normalidad por un factor agudo sobreagregado, contando con nulas o escasas reservas para enfrentar la nueva carga. Diferencias entre IR Aguda e IR Crónica: AGUDA CRÓNICA Injuria Aguda (Horas a Días) Progresión de la Enfermedad (Semanas a Meses) pH anormal pH normal Sin mecanismos compensatorios Compensación Crónica: Policitemia. Mal Tolerada Mejor Tolerada Tipos de Insuficiencia Respiratoria: Clasificación Mecánica según perturbación fisiopatológica. 1. Insuficiencia Respiratoria Tipo I o Hipoxémica: Existe incapacidad pulmonar para oxigenar la sangre por lo que la PaO2 es baja y la PaCO2 puede ser normal o baja. Causas: Desproporción V/Q (la sangre fluye por lugares poco o nada ventilados), Defectos de la difusión (engrosamiento de la membrana alveolar o e presencia de líquido intersticial) y Cortocircuito intrapulmonar (la sangre fluye por lugares nada ventilados). Se define por PaO2 <60 mmHg con una FIO2 > 0,6. 2. Insuficiencia Respiratoria Tipo II o Hipercápnica: Este tipo de insuficiencia respiratoria ocurre como resultado de la Hipoventilación alveolar y conlleva a la imposibilidad de eliminar eficazmente el dióxido de carbono. PaO2 es baja y PaCO2 alta. Se define como una PaCO2 aguda > 50 mmHg. 3. Insuficiencia Respiratoria Tipo III: Tipo I y Tipo II presentes en un mismo paciente. Según el Harrison de Medicina Interna 17º Edición la Insuficiencia Respiratoria se puede clasificar en 4 tipos que son: 1. Tipo I o IR Hipoxémica Aguda: La forma mencionada de insuficiencia respiratoria surge cuando hay "inundación" alveolar y los consiguientes cortocircuitos intrapulmonares. Esta "inundación" puede ser consecuencia de edema pulmonar, neumonía o hemorragia alveolar. 2. Tipo II o IR Hipercápnica: Este tipo de insuficiencia respiratoria ocurre como resultado de la Hipoventilación alveolar y conlleva a la imposibilidad de eliminar eficazmente el dióxido de carbono. 3. Tipo III o IR Perioperatoria: Este tipo se observa como consecuencia de la atelectasia pulmonar. Tal alteración surge muy a menudo en el período perioperatorio, por lo cual ha recibido el nombre de Insuficiencia Respiratoria Perioperatoria. Después de la anestesia general, la disminución de la capacidad residual funcional (CRF) ocasiona colapso de las unidades pulmonares que están en el plano más inferior. 4. Tipo IV o IR por Shock: Surge por deficiente riego de los músculos de la respiración en pacientes con Shock Hemodinámico. Clasificación según Gasometría Arterial: 1. Insuficiencia Respiratoria Parcial: < 60 mmHg de PaO2 con PaCO2 normal o baja. Es causada por alteraciones de la relación y por trastornos de la difusión. 2. Insuficiencia Respiratoria Global: < 60 mmHg de PaO2 y PaCO2> 49 mmHg. Se observa en enfermedades con Hipoventilación alveolar generalizada y en trastornos /Q tan extensos que no logran ser compensados. Este tipo de pacientes generalmente requieren ventilación mecánica en UCI. La absorción del oxigeno y la secreción del co2 que tiene lugar en la membrana respiratoria se produce porque dos gases se mueven siguiendo sus respectivos gradientes de concentración, alcanzando dentro del alveolo la presión de equilibrio de cada gas entre la fase sanguínea, el capilar terminal y gaseoso. La composición del aire inspirado ya ha variado en el momento en el que llega al alveolo. El aire ambiental atmosférico inspirado tiene una PO2 aproximadamente de 159 mmHg. y el aire en el interior del alveolo, aire alveolar, tiene normalmente una presión de O2 de 104 mmhg.El aire alveolar tiene esta presión de O2 mas baja porque el O2 de los alveolos se absorbe continuamente hacia la sangre pulmonar. Si el aire atmosférico se complementa con una concentración superior de oxigeno, la PO2 alveolar será mas elevada y el mayor gradiente de oxigeno entre el aire alveolar y la sangre pulmonar causara un aumento en la absorción de oxigeno. El CO2 difunde a través de la membrana respiratoria tan rápidamente que la PCo2 venosa mixta y alveolar son iguales. El aire atmosférico tiene una PCo2 casi nula y la PCo2 alveolar en una persona sana es de 40 mmhg. Estas relaciones se describen mediante la ecuación del aire alveolar: PAO2= FiO2 (Pb - PH2o) – (PaCo2/R) FiO2= Fracción de oxigeno inspirado. Por ejemplo el oxigeno respirado en el ambiente tiene una concentración del 21% (FiO2 0.21). Pb= Presión Barométrica. Se considera que es de 760 mmhg a nivel del mar. PH2O= Presión de agua que diluye el contenido de Oxigeno seco de la atmosfera, aproximadamente 47 mmHg. Representa el cociente respiratorio (que se supone es 0.8). Si una persona respira una fracción de O2 de 0.5 tendrá una presión de oxigeno alveolar de 360 mmhg. El gradiente de oxigeno corresponde a la diferencia entre la presión de oxígeno alveolar y la presión de oxígeno arterial medida. El gradiente de oxigeno permite valorar la intensidad de trastornos del intercambio gaseoso. Por ejemplo, si la gasometría de un paciente tuviera una presión de oxigeno de 100 mmhg y un a presión de Co2 normal el gradiente alveolo-arterial sería de 206 mmhg. Si se compara este gradiente con el normal de menos de 10 mmhg (en individuos sanos que respiren aire a nivel del mar) está claro que el intercambio gaseoso de este niño es anormal. Un gradiente alveolo-arterial mayor de 300 mmhg respirando una FIO2 1.0 sugiere un problema de oxigenación muy serio que pueda necesitar ventilación mecánica. FISIOPATOLOGÍA: (Es importante acotar que cada etiología de IR presenta su fisiopatología característica). El alveolo es la estructura dañada de forma primaria, esto conduce a la activación de polimorfonucleares y macrófagos, seguidos de inflamación intrapulmonar. La prevalencia del daño epitelial, determina la localización de las anormalidades patológicas en el espacio intraalveolar donde se observa un aumento de la permeabilidad, la presencia de edema, neutrófilos, fibrina y agregados de neutrófilos y glóbulos rojos, que forma parte de la consolidación parenquimatosa. La estructura de la membrana alveolo- capilar dañada es la célula endotelial vascular, congestión vascular e intersticial. La presencia de alvéolos ocupados por líquido o procesos inflamatorios produce el mayor desbalance entre la ventilación (nula) y la perfusión, efecto que se conoce como shunt por semejarse el resultado al cruce de derecha a izquierda de la sangre del VD sin pasar por el pulmón. Shunt: Es definido como la persistencia de Hipoxemia a pesar de la inhalación de oxígeno al 100%. La sangre carbooxigenada que llega a las cavidades derechas (sangre venosa mixta) que pasa por los alvéolos ocupados saltea los alvéolos ventilados y se mezcla en las venas pulmonares y la AI con la sangre que se oxigenó adecuadamente. Si el volumen de esta sangre que shuntea es importante lleva una reducción marcada de la PaO2. El shunt anatómico existe en una pequeña proporción en los pulmones normales (2%). Un shunt anormal de derecha a izquierda puede aparecer en el ductus arterioso persistente, la CIV congénita o malformaciones AV pulmonares. El shunt capilar como causa de hipoxemia es observada en neumonías, atelectasias, edema agudo de pulmón y SDRA. La hipercapnia generalmente no se hace evidente a menos que el shunt exceda el 60%. La hipoxemia del shunt difícilmente corrige con O2 – cuando se la compara con otros mecanismos de hipoxemia tales como las alteraciones V/Q. Recordemos que en la mayoría de los casos, los trastornos que producen hipoxemia suelen ser mixtos. Es estos mecanismos descriptos de alteración V/Q y shunt, más notoria será la hipoxemia cuanto peor fuera el estado del pulmón subyacente y cuanto mayor porcentaje de parénquima este involucrado por la patología aguda. La correlación entre la ventilación alveolar y la perfusión alrededor de los mismos es fundamental para que se realice la hematosis. Los pulmones tienen millones de unidades de intercambio gaseoso (esquematizada por un alvéolo y el capilar respectivo que lo circunda) que son perfundidas en paralelo. La gravedad, la postura del paciente y los cambios en los volúmenes pulmonares pueden cambiar fisiológicamente esta relación V/Q . En un sujeto normal la distribución de la ventilación aumenta gradualmente desde los vértices hacia las bases dado que estas últimas experimentan un cambio volumétrico mayor (movimiento del diafragma y las costillas) y que la presión intrapleural es más negativa que en los vértices. La distribución del flujo también es mayor en las bases que en los vértices (efecto principalmente de la gravedad). Pero la perfusión de los vértices (en un paciente de pie) desciende mucho más en proporción a lo que se reduce la ventilación, lo que da como consecuencia una relación sumamente alta en los vértices que se va acercando a 1 en las bases. Tipos de alteración V / Q Se pueden tener así en los pulmones de un sujeto normal alvéolos que están pobremente perfundidos con alta V/Q (vértices), alvéolos con una relación semejante de ventilación y perfusión en los que la relación V/Q se acerca a 1, y alvéolos colapsados u ocupados por moco que se perfunden normalmente en los cuales la relación se acerca a cero (en las zonas de decúbito). Todas estas posibilidades producen distintas concentraciones de O2 y de CO2 en la sangre en el extremo venoso de cada capilar pulmonar. Estas variaciones se homogenizan en el pasaje por las venas pulmonares y la aurícula izquierda, dando como el resultado la sangre arterial que eyectará el Ventrículo Izquierdo. Dado que en condiciones normales predominan las unidades con V/Q cercano a 1, las concentraciones de O2 y CO2 en sangre arterial se encuentran dentro de límites normales. Como resultado de los distintos procesos patológicos que pueden afectar al parénquima pulmonar, en un determinado momento pueden predominar las unidades con baja ventilación y perfusión normal (V/Q cercana a cero) por broncoespasmo o deformación de la vía aérea como ocurre con el Asma o con ciertos EPOC. La situación inversa también puede producirse (V/Q alto) es decir que por una patología como el TEP o el enfisema amplias áreas del parénquima pulmonar se encuentren ventiladas pero mal prefundidas (efecto espacio muerto). Este mecanismo por sí solo no alcanza para justificar la hipoxemia del TEP; aquí se sumarían efectos de alteración V/Q y shunt propiciado por el mecanismo inflamatorio local secundario a la embolia. El problema en el sistema nervioso (central o periférico), en la unión neuromuscular, en los músculos o los huesos de la caja torácica (disposición e indemnidad), en el diafragma (y su inervación) y/o en las pleuras: a esta cadena de órganos y sistemas interrelacionados entre sí para producir presión negativa intrapleural y permitir el ingreso de aire durante la inspiración, se lo conoce como la bomba respiratoria. Se excluyen de esta denominación a las vías aéreas altas y bajas, las que también pueden contribuir con la fatiga muscular secundariamente (crisis asmáticas severas y EPOC). El mecanismo que se pone en juego es una inadecuada ventilación alveolar (oxígeno que llega eficazmente al alvéolo), lo que produce reducción de la PAO2 y se asocia a una incapacidad para “lavar” CO2, con lo cual este componente se incrementa en los gases en sangre. Resultan así Hipoxemia + Hipercapnia (Hipoventilación Alveolar). Si se administra O2 suplementario puede corregir la hipoxemia, dependiendo de la FR y el volumen corriente que maneja el paciente. Como es lógico suponer si se trata de frecuencias respiratorias menores de 10 x min. la PaO2 no mejora adecuadamente con la aplicación de O2, sino con la ventilación a presión positiva (bolsa-máscara, ó ARM ) y recuperación del VMR > 6 l/min. Dado que aquí no hay alteraciones de V/Q ni de difusión o de shunt, la aplicación de O2 puro directamente en la tráquea puede difundir O2 al alvéolo (por convección) y mantener una PaO2 alta (aún en apnea). Este efecto es evidente en las pruebas de apnea utilizada en los diagnósticos de muerte encefálica, donde con una cánula fina que lleva O2 al tubo endotraqueal a flujo mayor a 4 l/min , permite mantener saturaciones de oxígeno por encima de 92% mientras se incrementa la PaCO2. En bradipneas patológicas menores a 6 x min., la aplicación de una máscara de O2 no mejora la oxigenación. Causas de Hipoxemia: Comparación entre los mecanismos fisiopatológicos implicados, los hallazgos del EAB,a la respuesta al O2 y algunas etiologías. * En los pacientes con alteraciones en la difusión, la hipoxemia se hace evidente en ejercicio. CLÍNICA: Los hallazgos del examen respiratorio se corresponden con la causa aguda de la hipoxemia, como neumonía, edema agudo de pulmón, o asma, que son fácilmente reconocibles. En cambio, en los pacientes con edema pulmonar no cardiogénico, las manifestaciones pueden ser extratorácicas, como dolor abdominal o fracturas. Entre las manifestaciones neurológicas se incluyen desasosiego, ansiedad, exitación, confusión, convulsiones o coma. Pueden presentarse taquicardia y arritmias, secundarias a la acidosis. A nivel respiratorio, taquipnea, disnea, uso de músculos accesorios, tiraje y cianosis. 1. Manifestaciones Clínicas de la Hipoxemia: Los signos de hipoxemia aguda se relacionan con trastornos del sistema nervioso central y del sistema cardiovascular. Entre los primeros destacan: la incoordinación motora, la somnolencia, y la disminución de la capacidad intelectual. Si la hipoxemia empeora puede presentarse depresión de los centros respiratorios con muerte súbita. Las manifestaciones cardiovasculares principales son la taquicardia y la hipertensión arterial en las fases iniciales. A medida que se acentúa la hipoxemia aparece bradicardia, depresión del miocardio y finalmente shock cardiocirculatorio. La hipoxemia crónica se acompaña de apatía, falta de concentración y respuesta lenta a los estímulos. Las manifestaciones cardiovasculares son mínimas, aunque pueden aparecer signos y síntomas de hipertensión pulmonar y cor pulmonale. 2. Manifestaciones Clínicas de la Hipercapnia: dependen de la rapidez de su instauración. Cuando es de forma aguda predominan los trastornos del sistema nervioso central: desorientación, somnolencia, obnubilación, coma e incluso muerte. La hipercapnia de evolución crónica puede presentarse sin manifestaciones clínicas, aunque no es extraño que aparezcan cefaleas y somnolencia, debido al efecto vasodilatador del CO2 sobre la circulación cerebral. DIAGNÓSTICO La dificultad respiratoria es un diagnóstico clínico pero la insuficiencia respiratoria se confirma con los estudios diagnósticos. TRATAMIENTO En primer lugar, si el paciente no está en insuficiencia respiratoria inminente se deben Intentar métodos no invasivos antes de comenzar la ventilación mecánica. Modos No Invasivos de Soporte Ventilatorio Solo Oxigeno Oxígeno + soporte de presión no invasivo Sonda nasal Aportar hasta 4 l de O2 Mascarilla facial sencilla Aportar hasta 10 l de O2 Mascarilla facial con deposito Aportar hasta 15 l de O2 CPAP nasal: eficaz en neonatos y pacientes <8 kg Puede aportar presión positiva a la vía respiratoria con tasa de recuperación Bipap: en niños mayores >8 kg Puede aportar 2 niveles de soporte con presión + espiratoria Para el diagnóstico de la IR son útiles los siguientes datos clínicos: Cianosis, Disminución o ausencia del ruido respiratorio, Disminución o ausencia de movimientos respiratorios, FR aumentada, Retracciones graves, con acción de mús accesorios, Quejido, Sibilancias, espiración prolongada o ambas. BiPAP: Presión Positiva de doble nivel. CPAP: Presión Positiva Continua. Otros datos inespecíficos como: Palidez, Inquietud y angustia, Taquicardia importante, con o sin arritmias, Hipotensión o hipertensión arterial, Insuficiencia cardiaca, Disminución del nivel de conciencia, Crisis convulsivas. Algunas de las ventajas de la ventilación no invasiva incluyen: Disminución del riesgo de neumonía, Ausencia de riesgo de desarrollo de lesión pulmonar inducida por la ventilación y necesidad de menos sedación global. El Diagnóstico definitivo de IR se hace por GASOMETRÍA bajo dos términos: Datos de Laboratorio: Gases en sangre arterial: IR Hipoxémica: Se define por una PO2 menor a 60 mmHg con una PCO2 normal o baja. IR Hipercápnica: Presenta PCO2 mayor a 50 mmHg, generalmente se asocia a PO2 disminuida respirando aire. Es importante complementar el estudio con Rx. de Tórax o ECG para determinar en última instancia si la IR es de origen pulmonar o secundario a una comorbilidad cardiaca ya establecida. La finalidad del tratamiento en la insuficiencia respiratoria es la restauración de un Intercambio gaseoso adecuado con el mínimo de complicaciones, esto se consigue eliminado la causa subyacente lo antes posible por ejemplo: Insuficiencia respiratoria causada por edema pulmonar cardiogénico: Inotrópicos y diuréticos; Pacientes con asma: Broncodilatadores y antiinflamatorios. Lamentablemente las respuestas al tratamiento no son inmediatas y la mayoria de las veces hay que utilizar la ventilación mecánica. Oxigenoterapia: la administración de oxigeno es una precaución segura e inteligente en todos los pacientes en los que se sospeche IRA, incluso sin haber evidencia inicial de hipoxemia. Soporte Ventilatorio: La indicación de soporte Ventilatorio en un niño con insuficiencia respiratoria suele basare en la “Persistencia o Empeoramiento del intercambio gaseoso”. Es necesaria en un niño con Neumonía que desarrolla hipoxemia o hipercapnia grave. En ocasiones el soporte Ventilatorio debe iniciarse en ausencia de alteraciones de la pco2 arterial cuando la disfunción de sistemas pone en peligro el intercambio gaseoso. En el Shock cardiogénico, porque la disminución del flujo sanguíneo y del aporte de sustratos a los músculos respiratorios puede reducir la fuerza que desarrollan estos músculos y puede precipitar una insuficiencia respiratoria secundaria. Objetivos de la ventilación mecánica: Proporcionar un intercambio gaseoso adecuado, más que normalizar las presiones arteriales. La definición de adecuado implica algo de hipercapnia e hipoxemia para minimizar la lesión pulmonar inducida por el oxígeno y la elasticidad. Se va a definir adecuado como: Hipercapnia moderada: 60-80mmHg. Hipoxemia moderada: Saturación de Oxígeno 8590%