Arian Jesús Cuba Naranjo1,2,3, Ariel Sosa Remón1-5, Ana Esperanza Jeréz Alvarez4,6,7, Ildris Núñez Verdecia2,9
ORCIDRecibido: 24-01-2024
Aceptado: 08-03-2024
©2024 El(los) Autor(es) – Esta publicación es Órgano oficial de la Sociedad de Anestesiología de Chile
Revista Chilena de Anestesia Vol. 53 Núm. 5 pp. 480-487|https://doi.org/10.25237/revchilanestv53n5-07
PDF|ePub|RIS
Respiratory physiology and artificial mechanical ventilation during pregnancy. A narrative review of the literature
Abstract
Pregnancy is characterized by physiological changes that allow the embryo and later the fetus to live in utero. These changes make them prone to develop diseases with greater severity. Despite the variety of therapies for the management of acute respiratory failure, maternal morbimor- tality is a health problem for intensive care. This article aims to address essential aspects of respiratory physiology during pregnancy and general considerations of artificial mechanical ventilation. A review was carried out in Pumed/Medline, regional SciELO and academic Google. Forty-two references that met the inclusion criteria were selected. The evidence on obstetric patients with ventilatory support and the impact of labor on ventilatory parameters is limited and controversial. Therefore, knowledge of respiratory physiology is necessary for a correct interpretation of the results and an adequate maternal-fetal outcome. It is concluded that it is vital to know the respiratory changes in respiratory failure in the current pandemic and post-pandemic context as a cause of high maternal mortality.
Resumen
El embarazo se caracteriza por cambios fisiológicos que permiten la vida intra útero del embrión y posteriormente del feto. Dichos cambios hacen propensas a desarrollar enfermedades con mayor severidad. A pesar de la variedad de terapias para el manejo de la insuficiencia respiratoria aguda, la morbimortalidad materna, resulta un problema de salud para los cuidados intensivos. Este artículo tiene como objetivo abordar aspectos esenciales sobre la fisiología respiratoria durante el embarazo y consideraciones generales de la ventilación mecánica artificial. Se realizó una revisión en Pumed/Medline, SciELO regional y Google académico. Se seleccionaron 42 referencias que cumplieron los criterios de inclusión. Las evidencias sobre pacientes obstétricas con soporte ventilatorio y el impacto del parto en los parámetros ventilatorios es limitada y controvertida. Por lo que, el conocimiento de la fisiología respiratoria es necesario para una correcta interpretación de los resultados y un adecuado desenlace materno-fetal. Se concluye que resulta vital conocer las modificaciones respiratorias en la insuficiencia respiratoria en el contexto actual pandémico y pospandémico como causante de una elevada letalidad materna.
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Introducción
Los cambios respiratorios durante el embarazo comienzan muy temprano, desde la cuarta semana de gestación, se observa una dilatación de los capilares de la mucosa nasal, orofaríngea y laríngea, esta condición puede predisponer al desarrollo de epistaxis durante el embarazo, que en general es auto limitada[1],[2].
Las modificaciones generadas en el sistema inmunitario, cardiovascular y respiratorio se extienden hasta la semana dos después del parto y facilitan que las mujeres embarazadas sean más propensas a desarrollar la enfermedad con mayor severidad[3].
La mecánica respiratoria se modifica conforme avanza el período genésico y es dependiente del útero que emerge de la cavidad pélvica; niveles elevados de estrógenos, proveen mayor congestión de la mucosa e hipervascularización de las vías aéreas superiores e inferiores[3].
Entre los factores de riesgo que conducen a la embarazada a padecer falla respiratoria, se encuentran: la pre-eclampsia grave, edema pulmonar relacionado con tocolíticos, aspiración de contenido gástrico, embolismo de líquido amniótico e infecciones obstétricas o de otra localización, como son sepsis, neumonía, contusión pulmonar, y pancreatitis aguda[4].
A pesar de la variedad de terapias para el manejo de la insuficiencia respiratoria aguda (IRA), la morbilidad y la mortalidad materna en la unidad de cuidados intensivos (UCI), representa un verdadero problema de salud, probablemente por las complicaciones resultantes de las causas obstétricas, o los cambios anatomo-fisiológicos generados durante la gestación[5].
El tratamiento en la UCI es un reto que requiere considerar los cambios fisiológicos y anatómicos del embarazo, además de las condiciones feto-placentarias. El presente artículo tiene como objetivo abordar aspectos esenciales sobre fisiología respiratoria durante el embarazo y consideraciones generales de la ventilación mecánica artificial (VM).
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Métodos
Se realizó una revisión narrativa de la literatura mediante una búsqueda sin restricciones en idiomas español e inglés. El período de búsqueda incluyó los recientes 10 años.
Se ejecutó una pesquisa en las bases de datos y motores de búsqueda como Scielo, Pubmed/Medline, y Google académico, en idiomas español e inglés. Se utilizaron como descriptores los consignados en las palabras clave del artículo.
Los criterios de inclusión fueron: artículos de acceso libre, originales, revisiones narrativas y sistemáticas (con/sin meta- análisis), ensayos clínicos, editoriales, casos clínicos, cartas al editor/director y documentos de consenso.
Se seleccionaron 42 referencias que cumplieron con los criterios de selección. De ellas, el 71% corresponde a los últimos 5 años.
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Desarrollo
Para proporcionar un medio favorable intraútero, se requiere una serie de cambios adaptativos maternos. Estos, son secundarios a eventos mecánicos y hormonales (altos niveles de estrógenos y progesterona de origen placentario), lo que genera el espacio propicio para el feto. A su vez, es responsables de síntomas respiratorios frecuentes, propios del embarazo[6].
Toda pacientes obstétricas que es admitidas en la UCI, se evalúa por un equipo interdisciplinario, que incluye personal de obstetricia, cuidado intensivo, medicina interna y personal del área administrativa[7].
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Cambios en la función respiratoria durante el embarazo
Los cambios fisiológicos y anatómicos del embarazo resultan desafiantes en el ardid respiratorio. Debido a los modificaciones y adaptaciones en la vía aérea (VA) durante el embarazo, toda paciente obstétrica debe considerarse como VA difícil, haciéndolas más intolerantes a la hipoxemia producida en complicaciones respiratorias como el síndrome de dificultad respiratoria aguda (SDRA)[13],[14].
Al inicio del embarazo, el volumen de reserva inspiratoria (VRI) [volumen adicional que se puede inspirar por encima del volumen corriente (VC) = 3.000 ml] se reduce, ya que el VC (volumen que se inspira y se espira en una ventilación tranquila, normal = 500 ml) aumenta. Al término del tercer trimestre el VRI aumenta aún más, como resultado de la disminución de la capacidad residual funcional (CRF) [volumen de reserva espiratorio [VRE] + volumen residual [VR] = 2.400 ml].
En el embarazo avanzado, el crecimiento del útero grávido produce un importante ascenso diafragmático de 4 cm, un incremento del diámetro anteroposterior (AP) entre 5 a 7 cm hacia el término del embarazo, lo que condiciona una disminución de la CRF en 10%-25% y de la capacidad pulmonar total (CPT); sin embargo, debido al aumento en la circunferencia torácica provocada por la relajación de los músculos intercostales y del músculo liso bronquial, la capacidad vital (CV) permanece sin cambios, lo que favorece en la mujer embarazada que los síntomas de irritación de la VA como el asma bronquial disminuyan (lo cual ocurre hasta en 30% de las mujeres previamente asmáticas)[1],[2].
Los altos niveles de estrógenos y progesterona provocan un edema del tracto respiratorio superior, contribuyendo a la susceptibilidad a las infecciones respiratorias graves. Esto asociado a una expansión pulmonar restringida, incrementa la predisposición a ser infectada por ciertos agentes patógenos respiratorios[15],[16],[17].
En la exploración física habitual, la frecuencia ventilatoria (FV) aumenta en 1 o 2 ventilaciones por minuto, debido a que la relación entre la tasa metabólica y la demanda de oxígeno (O2) es directamente proporcional; el consumo de O2 también se eleva hasta 20%.
El volumen respiratorio (VR) por minuto aumenta entre 40%-50% debido al incremento del VC, lo que se traduce como una hiperventilación y, secundario a esto, los valores de gases en la sangre arterial se ven modificados, la presión arterial de oxígeno (PaO2) aumenta y la presión arterial de dióxido de carbono (PaCO2) disminuye, mientras que el bicarbonato (HCO3-) amortigua este cambio disminuyendo también. Podemos decir, por lo tanto, que durante el embarazo observamos una alcalosis respiratoria leve compensada. (Figura 1)[18].
Además, la compresión mecánica del útero grávido y un aumento en la progesterona circulante se asocian con un retardo en el vaciado gástrico, con el correspondiente incremento del volumen estomacal residual (VER), lo que aumenta el riesgo de aspiración de su contenido[15].
El estado grávido condiciona un síndrome restrictivo que dificulta en ocasiones, la evolución de las gestantes con afectación respiratoria severa previa. En los casos en que la paciente se halla en una situación de IRA subsidiaria con un soporte ventilatorio específico, e ingresada en una UCI, el riesgo de un empeoramiento que exige una actuación urgente, es muy probable, cuestión que en este contexto se debe evitar, para garantizar la seguridad materno fetal[19],[20].
Figura 1. Cambios respiratorios durante el embarazo. Imagen de los autores.
Hasta la fecha, la información sobre este tema, incluyendo la enfermedad causada por el síndrome respiratorio agudo severo coronavirus 2 (SARS-CoV-2) en maternas es limitada. Esto es debido a que muchos estudios excluyeron a pacientes embarazadas o tuvieron participantes limitados. Menos aún se conoce acerca de aquellas en estado crítico que requirieron VMA o progresaron al SDRA[21],[22].
Una vez identificada la enfermedad crítica, la atención debe centrarse en tratamientos específicos. Debe haber además un enfoque en el control de la criatura y la discusión de las decisiones de tratamiento con respecto a un feto viable vs no viable[23].
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IRA durante el embarazo
La IRA de define cuando la PaO2 < 60 mmHg, con o sin hipercapnia (PaCO2 > 45 mmHg); si existe hipoxemia sólo se denomina insuficiencia respiratoria parcial y si se acompaña de hipercapnia, insuficiencia respiratoria total.
Esta se puede dividir en hipoxémica (PaO2 < 60 mmHg) e hipercápnica (PaCO2 > 45 mmHg con acidemia (pH < 7,3); así como en insuficiencia respiratoria aguda mixta (IRAm), resultante de la combinación de las dos anteriores[8].
La IRA afecta a una pequeña parte de las embarazadas, sin embargo, la morbimortalidad tanto para la madre como para el feto es alta, de igual manera el SDRA es poco frecuente, su letalidad es elevada y ha sido reportado como un factor importante en la mortalidad materna[3].
El consumo de O2 aumenta en el embarazo en 20% hasta 50% durante el trabajo de parto. La tolerancia del feto a la hi- poxemia es baja, ya que la PaO2 en la vena umbilical es de 35 a 40 mmHg, por lo tanto, cualquier reducción en la oxigenación materna puede afectar negativamente al feto[9],[10],[11].
Se debe realizar monitorización estricta de los signos vitales (SV) y los niveles de saturación periférica de oxígeno (SpO2), con el fin de garantizar niveles de oxigenación > 95%[10],[11].
Para el tratamiento de las complicaciones respiratorias; se requiere un profundo conocimiento de los cambios hemodinámicos y ventilatorios adaptativos normales que se realizan durante la gestación; entre ellos, cambios en la resistencia vascular total (RVT), incremento del volumen sistólico, aumento de la frecuencia cardíaca (FC), incremento del volumen sanguíneo (VS), aumento fisiológico de la PaO2 por minuto (VPM), capacidad residual reducida (CRF), desplazamiento ascendente del diafragma, aumento de la distensibilidad de la pared torácica, todos ellos con un requerimiento de mayor consumo de O2[12].
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Manejo ventilatorio de la IRA en el embarazo
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Ventilación no invasiva (VNI)
Datos recogidos de maternas con SDRA por SARS-Cov2, no recomiendan los modos de VNI, como la presión continúa o positiva de las vías aéreas, debido a una mayor probabilidad de falla, con necesidad de cambio inminente a una VA invasiva. Por estas razones, se debe realizar secuencia rápida de intubación orotraqueal (IOT) por parte de personal de anestesiología, ya que se debe tener en cuenta que la VA de la gestante es diferente y requiere de un tubo endotraqueal de calibre más pequeño[24].
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VM
El edema y la estrechez fisiológica de la VA acentuada resulta una característica del proceso infeccioso pulmonar asociado. El objetivo terapéutico de oxigenación y ventilación incluyen considerar la alcalosis respiratoria leve, un VRF disminuido, mayor requerimiento de presión espiratoria al final de la espiración (PEEP) para llegar a presiones mesetas (P2) más elevadas debidos a la compresión diafragmática del útero grávido, de la pared del tórax y el edema del tejido mamario[25].
El VC fisiológico en el embarazo es mayor que el valor objetivo de 6 ml/kg de peso corporal ideal ampliamente difundido y validado como gold standart en VMA invasiva. Lo que traduce un reto para la adecuada oxigenación y protección pulmonar; es por esta razón que se requiere el aumento de la PEEP, sin dejar de permitir que la P2 sobrepase los 35 cm H2O[26],[27].
El objetivo de SpO2 para pacientes no embarazadas con COVID-19, según la Sociedad médica Materna-Fetal (SMFM, por sus siglas en inglés) es de 95%[28].
Para pacientes que no requieren intubación inmediata, la cánula nasal de alto flujo es una alternativa atractiva[28].
Pacheco et al.[29], recomiendan el inicio de 50 a 60 lpm con 100% de fracción inspiratoria de oxígeno (FiO2) y luego la disminución subsiguiente hasta 40% a 50% seguido de una disminución en el flujo inspiratorio de 5 a 10 lpm cada 4 a 6 h. La VNI, como la presión positiva en las vías respiratorias de dos niveles (BIPAP por sus siglas en inglés), tiende a evitarse durante el embarazo debido a un mayor riesgo de aspiración por la disminución del tono del esfínter esofágico y aumento de la presión abdominal.
Hay datos limitados sobre la VMA en gestantes. Antes de la pandemia de COVID-19 la VM en esta población era un evento relativamente poco común y ocurría a una tasa aproximada de 1 de cada 10 mil embarazos. La exclusión de la gestante de las investigaciones sobre VM es un fenómeno conocido y preocupante; sin embargo, el mayor problema es la escases de casos. Las preguntas sin respuestas en este campo incluyen: los efectos del embarazo sobre la fisiología respiratoria, los objetivos óptimos de los gases sanguíneos y el papel del parto en el pronóstico vital. En general, las estrategias ventilatorias son similares a las no embarazadas, pero con algunas diferencias claves, especialmente en el SDRA. Básicamente, la PaCO2 debe estar dirigida a una hipocapnia específica del embarazo[30],[31].
En la paciente no embarazada, la terapia estándar del SDRA incluye ventilación con VT bajo. Si la patología pulmonar limita el uso de ventilación con VT bajo, entonces se puede tolerar la hipercapnia permisiva ya que no está contraindicada en el embarazo; una hipercapnia leve de 50 a 60 mmHg es generalmente aceptable. Sin embargo, si la hipercapnia es superior a 60 mmHg, existe la posibilidad de que la acidemia fetal desplace la curva de disociación de la oxihemoglobina fetal hacia la derecha[30].
El protocolo ARDSnet (por sus siglas en inglés) recomienda una P2 objetivo, de menos de 30 cmH2O, pero dada la reducción en la distensibilidad de la pared torácica, una P2 superior a 30 cmH2O puede ser apropiada; ya que la presión transpulmonar puede no estar elevada. Por lo tanto, el control de la presión esofágica puede ser útil[30].
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COVID-19, ventilación prona (PP), Driving pressure y poder mecánico
Con respecto al manejo del SDRA debido a COVID-19, las pautas de tratamiento sugieren PP en SDRA moderado a severo durante 12 a 16 h. Sin embargo, los datos sobre pacientes embarazadas son insuficientes por las limitaciones antes descritas[32].
Hay varios informes de casos que informan ventilación prona exitosa en pacientes embarazadas con SDRA grave, tanto ventiladas como no ventiladas. La PP de las gestantes es más difícil debido al gran útero grávido, pero es factible con almohadillas, almohadas y mantas por encima y por debajo del útero grávido. Este método descarga el útero y evita la compresión aortocava[3],[30],[33].
En el estudio de Osmundo GS Jr et al.[34], la PP se asoció con un aumento > 20% de los niveles de PaO2 y de los cocientes PaO2/FiO2 en el 50% y 100% de los casos, respectivamente. La relación PaO2/FiO2 aumentó 76,7% (20,5%-292,4%) durante la PP y 76,9% (0%-182,7%) en posición supina. La PP produjo mejoras sostenidas en la relación PaO2/FiO2 media (p < 0,001) y el nivel de PaCO2 (p = 0,028). No hubo casos de parto de emergencia o sospecha de sufrimiento fetal en embarazos > 25 semanas durante el período de 24 h posterior a la PP. La PP es segura y factible durante el embarazo, mejora la relación PaO2/FiO2 y ayuda a retrasar el parto prematuro en SDRA grave.
Las embarazadas a menudo se excluyen de los ensayos que investigan el uso de PP a pesar de sus beneficios potenciales para la oxigenación de la sangre. Otros protocolos incluso la contraindican. Por lo tanto, la literatura sobre este tema es escasa[30],[32],[34].
A pesar de que ocurre el parto, la fisiología del embarazo continúa semanas después. Independientemente de la edad gestacional en el momento del parto, hay una autotransfusión fisiológica desde la unidad útero-placentaria hacia la circulación materna, lo que resulta en un aumento de la perfusión y el flujo visceral. Esta autotransfusión da como resultado un aumento de la presión pulmonar y el consiguiente aumento del riesgo de edema pulmonar. Además, un aumento de las catecolaminas y los cambios de líquidos durante el período posparto hacen que los pulmones sean particularmente vulnerables a la fuga capilar[35].
La DP es un parámetro disponible a la cabecera del enfermo que ayuda a identificar el desarrollo potencial de lesión pulmonar inducida por la VM (LPIV). Está fuertemente asociada con cambios en la supervivencia y ha demostrado ser mediador clave de los efectos de la VMA en el resultado del SDRA. Los datos publicados sugieren un mayor riesgo de muerte en pacientes con DP > 14 cmH2O (incluyendo datos en pacientes obstétricas), aunque aún no se ha identificado un umbral bien tolerado para este parámetro. La PP junto con simples ajustes ventilatorios para facilitar la eliminación de CO2 pueden ayudar a reducir la DP. Su monitoreo es de gran utilidad en el paciente con SDRA asociado a COVID-19 teniendo en cuenta la alta respuesta inflamatoria que tiene el pulmón durante la infección[27],[36].
Vasquez et al.[37], describe en un estudio multinacional y prospectivo a 47 pacientes bajo VM por COVID-19. Sus resultados incluyen una similaridad de la mecánica respiratoria con la población general. La DP fue en promedio < 14 cmH2O en las supervivientes y significativamente mayor en las fallecidas (12,1 ± 3,5 Vs 14,1 ± 2,1 el día O de VM; p = 0,10 y 12,7 ± 3,7 vs 19,3 ± 4,1 el día 7 de VM; p = 0,000).
Aunque existe una tendencia natural entre los intensivistas a tratar de eliminar el factor que genera la complicación, en la paciente obstétrica grave este presupuesto no justifica el bienestar materno[31]. En este contexto, los datos aportados por Vasquez et al.[37], no demuestran una mejora significativa universal incluyendo la DP. Mientras que Péju et al.[38], encontraron mejoría significativa en la PaO2/FiO2 y la DP luego de la cesárea programada en 10 pacientes con obesidad asociada como comorbilidad (disminución de la DP en 27%; p = 0,05).
El poder mecánico (PM) es una variable de interés en la protección pulmonar, involucra la cantidad de energía que se disipa en el parénquima pulmonar en cada ciclo respiratorio por medio de cálculos derivados de la ecuación del movimiento respiratorio (Tabla 1). Los estudios consultados asocian el PM a la mortalidad en pacientes con SDRA. Permite identificar el riesgo de daño inducido por la ventilación, complicaciones pulmonares y puede ser usado con seguridad como un marcador de mejoría en los objetivos y metas en VM[39].
Aún queda por definir un umbral de PM seguro para pacientes con enfermedades críticas con o sin SDRA aunque, la evidencia disponible apunta hacia un punto de corte > 12 J/min como un excelente discriminativo para la aparición de LPIV o mortalidad[39]. En poblaciones obstétricas, los autores de esta comunicación no encontraron datos que justifiquen su uso. Sin embargo, se considera que al igual que en el resto de los pacientes críticos y, tomando en consideración que, algunos estudios han descrito similares características ventilatorias entre ambos grupos. El PM representa una herramienta atractiva a considerar en la monitorización pulmonar avanzada.
Tabla 1 Propuesta de formulaciones matemáticas para el cálculo del PM. Adaptado de Cuba-Naranjo et al (39)
VCV: ventilación controlada por volumen; VCP: ventilación controlada por presión; PM: poder mecánico; 0,098: factor de conversión de L/ cmH2O en J/min; FR: frecuencia respiratoria; Vt: volumen corriente; Esr: elastancia del sistema respiratorio; I:E: relación inspiración/espiració; Rva: resistencia de la vía aérea; Ppico: presión pico; Pplat: presión meseta; PEEP: presión positiva al final de la espiración; PDA: presión de distensión alveolar; APinsp: presión inspiratoria; Tinsp: tiempo inspiratorio; C: compliance; e: elastancia; Tslope: tiempo de aumento de la presión inspiratoria; *simplificación la fórmula sin considerar los componentes dependientes del flujo y la resistencia.
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Alternativas farmacológicas:
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Vasodilatadores pulmonares inhalados
El óxido nítrico inhalado (ONi) es un vasodilatador pulmonar selectivo que reduce la presión arterial pulmonar y aumenta la oxigenación arterial en pacientes con SDRA grave.
El panel de la Campaña Sobrevivir a la Sepsis no recomienda el uso rutinario de ONi en pacientes con SDRA por COVID-19 con VMA. Los datos sobre el uso de ONi en pacientes embarazadas con/sin COVID-19 son escasos[33],[35],[40],[41].
Safaee Fakhr et al.[42], trataron a 6 maternas que cumplían con los criterios de COVID-19 grave o crítico, con dosis altas de ONi (160-200 ppm) dos veces al día a través de una máscara. Informaron un aumento en la oxigenación sistémica con cada sesión de administración y fue bien tolerado sin eventos adversos agudos.
Sin embargo, se necesitan más estudios y ensayos para dilucidar los beneficios potenciales de la terapia con ONi en pacientes con/sin COVID-19.
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Limitaciones del estudio
La principal limitación de esta investigación es su carácter narrativo. Por lo que el uso de métodos estadísticos que le ofrezcan robustez a los comentarios aquí recogidos por los autores como es el caso de las revisiones sistemáticas con meta-análisis pudiera ser motivo de sesgo. Sin embargo, se considera que debido al número reducido de investigaciones en torno al manejo ventilatorio durante el embarazo. Y en el contexto actual, cobra gran importancia e impera la necesidad de profundizar el estudio de esta esfera. La prevención de lesión materno-fetal es de suma importancia y se necesita una mejor caracterización de los parámetros ventilatorios a utilizar, en las áreas de atención a las maternas críticas.
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Conclusiones
El manejo de la VM en pacientes obstétricas es un gran desafío. Aunque cada vez más estudios parecen favorecer el uso de ventilación protectora, actualmente no se ha propuesto una pauta sobre el correcto mando de la VM en maternas con IRA.
Establecer pautas y algoritmos universales sobre el manejo ventilatorio, se vuelve crucial para un desenlace materno-fetal favorable, donde la prioridad para el equipo médico que se encarga del tratamiento y atención de este tipo de pacientes es el cuidado del binomio (madre-hijo).
Fuente de financiamiento: no existió.
Conflicto de intereses: no existió.
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