Parte 1 Consideraciones Básicas PDF

48 PARTE I Activación de hormona-receptor cAMP CONSIDERACIONES BÁSICAS Proteína cinasa Lipasa de triglicéridos Triglicérido Diglicérido Monoglicérido Glicerol Célula adiposa FFA Capilar FFA FFA FFA Figura 2-20. Movilización de grasa en el tejido adiposo. La activación de la triglicérid...

48 PARTE I Activación de hormona-receptor cAMP CONSIDERACIONES BÁSICAS Proteína cinasa Lipasa de triglicéridos Triglicérido Diglicérido Monoglicérido Glicerol Célula adiposa FFA Capilar FFA FFA FFA Figura 2-20. Movilización de grasa en el tejido adiposo. La activación de la triglicérido lipasa por estimulación hormonal de las células adiposas ocurre a través de la vía de monofosfato cíclico de adenosina (cAMP). Los triglicéridos sufren idealización seriada con la liberación de ácidos grasos libres (FFA) en cada paso. Los ácidos grasos libres difunden con facilidad hacia el lecho capilar para su transporte. Los tejidos con glicerocinasa pueden utilizar el glicerol para la obtención de energía al formar glicerol-3-fosfato. El glicerol-3-fosfato puede esterificarse con los ácidos grasos libres para formar triglicéridos, o bien, puede utilizarse como precursor para la gluconeogénesis renal y hepática. El músculo estriado y el tejido adiposo poseen poca glicerocinasa y por lo tanto, no utiliza el glicerol como fuente energética. la cetogénesis hepática. Varios tejidos extrahepáticos, pero no el hígado mismo, son capaces de utilizar los cuerpos cetónicos como combustible. La cetosis representó un estado en el cual la producción de cuerpos cetónicos excede la utilización extrahepática de cetonas. La tasa de cetogénesis parece tener una relación inversa con la gravedad de la lesión. Los traumatismos graves, el estado de choque grave y la septicemia atenúan la cetogénesis al incrementar las concentraciones de insulina y al causar una oxidación rápida de ácidos grasos en los tejidos. Las lesiones e infecciones menores se asocian con elevaciones leves en las concentraciones plasmáticas de ácidos grasos y cetogénesis. Sin embargo, en estados de tensión fisiológica menor, la cetogénesis no excede a la que se observa en periodos de inanición sin tensión fisiológica. Metabolismo de carbohidratos Los carbohidratos ingeridos se digieren principalmente en el intestino delgado, donde las enzimas pancreáticas e intestinales reducen los carbohidratos complejos a unidades diméricas. Las disacaridasas (p. ej., sacarosa, lactosa, maltosa) en el borde en cepillo intestinal desdoblan los carbohidratos complejos a unidades simples de hexosa, las cuales son transportadas a través de la mucosa intestinal. La glucosa y galactosa se absorben principalmente por transporte activo dependiente de energía acoplado a la bomba de sodio. Sin embargo, la absorción de fructosa ocurre por difusión facilitada dependiente de la concentración. Ni la fructosa o la galactosa en la circulación ni el manitol exógeno (por lesiones neurológicas) producen una respuesta de insulina. La administración intravenosa de fructosa en dosis bajas en seres humanos en ayuno se ha asociado con conservación de nitrógeno, pero aún es necesario demostrar la utilidad clínica de la administración de fructosa en seres humanos lesionados. La revisión del metabolismo de carbohidratos se refiere sobre todo a la utilización de la glucosa. La oxidación de 1 g de carbo- hidrato produce 4 kcal, pero las soluciones con azúcares, como las que se utilizan para las soluciones intravenosas o nutrición parenteral proporcionan sólo 3.4 kcal por gramo de glucosa. En estado de inanición la producción de glucosa ocurre a expensas de las reservas de proteínas (músculo estriado). De aquí que el objetivo primario para la administración de glucosa en pacientes quirúrgicos sea reducir la pérdida de músculo. La administración exógena de pequeñas cantidades de glucosa (casi 50 g/día) facilita la entrada de las grasas al ciclo de los ácidos tricarboxílicos y reduce la cetosis. A diferencia de la inanición en sujetos sanos, no se ha demostrado que el suministro de glucosa en individuos con septicemia o traumatismo haya suprimido por completo la degradación de aminoácidos para gluconeogénesis. Esto sugiere que durante periodos de tensión fisiológica otras hormonas y mediadores proinflamatorios tienen influencia notable en la tasa de desdoblamiento de proteínas y que es inevitable cierto grado de pérdida de músculo. Sin embargo, se ha demostrado que la administración de insulina invierte el catabolismo proteínico durante periodos de tensión fisiológica grave mediante la estimulación de síntesis de proteínas en músculo estriado y al inhibir la degradación de proteínas en los hepatocitos. La insulina también estimula la incorporación de precursores elementales a los ácidos nucleicos en asociación con la síntesis de RNA en las células musculares. En las células, la glucosa sufre fosforilación para dar origen a glucosa-6-fosfato. La glucosa-6-fosfato puede sufrir polimerización durante la glucogénesis o ser catabolizada en la glucogenólisis. El catabolismo de la glucosa ocurre por desdoblamiento piruvato o lactato (vía del ácido pirúvico) o mediante descarboxilación a pentosas (vía de las pentosas) (fig. 2-22). El exceso de glucosa por alimentación excesiva, como se refleja por un cociente respiratorio > 1 puede ocasionar alteraciones como glucosuria, termogénesis y conversión a grasa (lipogénesis). La admi- booksmedicos.org Aciltransferasa de carnitina I R C R C CoA Carnitina Carnitina CoA Citosol Proteína transportadora Membrana mitocondrial O Mitocondria R C Carnitina O R C Carnitina CoA Aciltransferasa de carnitina II CoA Beta oxidación FFA Acetil-CoA Figura 2-21. Los ácidos grasos libres (FFA) en las células forman ácido graso acil-coenzima A (CoA) con CoA. La combinación de ácidos grasos acil-coenzima A no pueden penetrar la membrana mitocondrial interna y requieren carnitina como transportador. Una vez en el interior de la mitocondria, la carnitina se disocia y se forma nuevamente un ácido graso acil-CoA. La molécula de carnitina es transportada de nuevo hacia el citosol para reutilización. El ácido graso acil-CoA sufre beta oxidación para formar acetil-CoA y entrar al ciclo de los ácidos tricarboxílicos. La “R” representa una parte del grupo acilo de la acil-CoA. Glucosa Glucógeno Glucosa-6-fosfato 6-fosfogluconato Vía del monofosfato de pentosas Ácido pirúvico Figura 2-22. Esquema simplificado del catabolismo de la glucosa a través de la vía de monofosfato de pentosas o por desdoblamiento a piruvato. La glucosa-6-fosfato se vuelve un paso importante para el metabolismo de la glucosa. Ácido tricarboxílico booksmedicos.org Ácido láctico 49 CAPÍTULO 2 RESPUESTA SISTÉMICA A LA LESIÓN Y APOYO METABÓLICO O O nistración excesiva de glucosa ocasiona incremento de la producción de dióxido de carbono, lo que puede ser nocivo para los pacientes con función pulmonar subóptima, además de producir hiperglucemia, que puede contribuir al riesgo de infecciones y de depresión inmunitaria. Las lesiones y las infecciones graves inducen un estado agudo de intolerancia a la glucosa periférica, pese al incremento en la producción de insulina varias veces por arriba de las cifras basales. Esto puede ocurrir, en parte, por la reducción de la actividad de la piruvato deshidrogenasa del músculo estriado después de la lesión, lo que disminuye la conversión de piruvato a acetil-CoA y más tarde, su entrada al ciclo de los ácidos tricarboxílicos. Las estructuras con tres carbonos (p. ej., piruvato y lactato) que se acumulan en consecuencia, son desviadas hacia el hígado como sustrato para gluconeogénesis. Además, los estudios de cateterismo hístico regional y de dilución de isótopos han mostrado incremento en la producción neta de glucosa esplácnica en 50 a 60% en pacientes sépticos y de 50 a 100% en pacientes con quemaduras.137 El incremento en las concentraciones plasmáticas de glucosa es proporcional con la gravedad de la lesión y esta respuesta neta de gluconeogénesis hepática parece encontrarse bajo la influencia del glucagón. A diferencia de los individuos no sometidos a tensión fisiológica, en los pacientes en estado crítico, con hipermetabolismo, la respuesta de gluconeogénesis hepática a la lesión o septicemia no puede ser suprimida por la administración excesiva de glucosa exógena, sino que más bien persiste. La gluconeogénesis hepática, que se origina principalmente del catabolismo de alanina y glutamina, proporciona una fuente energética fácilmente disponible para los tejidos, por ejemplo, para el SNC, heridas y eritrocitos y no requiere insulina para el transporte de la glucosa. El incremento en las concentraciones de glucosa también proporciona una fuente energética necesaria para los leucocitos en los tejidos inflamados y en los sitios de invasión microbiana. La desviación de la glucosa fuera de los órganos no esenciales como el músculo estriado y el tejido adiposo está mediada por catecolaminas. Los experimentos con la administración por goteo de catecolaminas y glucagón en animales han demostrado elevación de las 50 PARTE I CONSIDERACIONES BÁSICAS concentraciones plasmáticas de glucosa como consecuencia del incremento de la gluconeogénesis hepática y de la resistencia periférica a la insulina. Aunque la administración en goteo de glucocorticoides no aumenta las concentraciones de glucosa, prolonga e incrementa el efecto hiperglucémico de las catecolaminas y el glucagón cuando se administran glucocorticoides en combinación con catecolaminas. Las reservas de glucógeno en el músculo estriado pueden movilizarse por la activación de la adrenalina sobre los receptores β adrenérgicos. Las proteínas que se unen a GTP (proteína G) más tarde activan un segundo mensajero, cAMP. El cAMP activa la fosforilasa cinasa, que a su vez ocasiona la conversión de glucógeno a glucosa-1-fosfato. La fosforilasa cinasa también puede ser activada por un segundo mensajero, el calcio, a través del desdoblamiento del fosfato de fosfatidilinositol, lo que ocurre con la glucogenólisis hepática mediada por vasopresina.138 Transporte de glucosa y señalización. Las membranas celulares hidrófobas son relativamente impermeables a las moléculas de glucosa hidrofílicas. Hay dos clases diferentes de transportadores de glucosa en la membrana en los sistemas humanos. Éstos son facilitados por transportadores de glucosa de difusión facilitada (GLUT, facilitated diffusion glucose transporters) que permiten el transporte de glucosa siguiendo su gradiente de concentración (cuadro 2-9) y el sistema de transporte activo secundario de Na+/ glucosa (SGLT), que transporta moléculas de glucosa contra su gradiente de concentración por transporte activo. Desde 1985 se han clonado numerosos GLUT humanos funcionales. Los GLUT1 se expresan en concentraciones más elevadas en los eritrocitos de seres humanos, donde pueden incrementar la capacidad de transporte de glucosa de la sangre. Se expresan en muchos otros tejidos, pero se encuentran poco en el hígado y músculo estriado. Los GLUT1 desempeñan una función crítica en la captación cerebral de glucosa, ya que la principal isoforma de GLUT se expresa de manera constitutiva por el endotelio en la barrera hematoencefálica. Los GLUT2 son el principal transportador de glucosa de los hepatocitos. Esto también se expresa por las células de absorción intestinal, células beta del páncreas, células del túbulo renal y células β secretoras de insulina. Los GLUT2 son importantes para la captación y liberación de glucosa en estados posprandial y de ayuno. Los GLUT3 se expresan en grandes cantidades de tejido neuronal del encéfalo y parecen ser importantes en la captación neuronal de glucosa. Los GLUT4 son de importancia para el metabolismo del ser humano, porque es el principal transportador de glucosa de los tejidos sensibles a la insulina, tejido adiposo, músculo estriado y cardiaco. En condiciones basales, estos transportadores son empacados como vesículas intracelulares, pero cuando se incrementan las concentraciones de insulina, ocurre una rápida translocación de estas vesículas a la superficie celular, con lo que se incrementa la captación de glucosa y el metabolismo en estos tejidos, al tiempo que evitan las elevaciones crónicas de las Cuadro 2-9 Familia de transportadores de glucosa de difusión facilitada en seres humanos (GLUT) TIPO AMINOÁCIDOS PRINCIPALES SITIOS DE EXPRESIÓN GLUT1 492 Placenta, encéfalo, riñón, colon GLUT2 524 Hígado, células β del páncreas, riñón, intestino delgado GLUT3 496 Encéfalo, testículos GLUT4 509 Músculo estriado, músculo cardiaco, grasa blanca y grasa parda GLUT5 501 Intestino delgado, espermatozoides concentraciones de glucosa en sangre. Un defecto en la translocación mediada por insulina de GLUT4 de la membrana plasmática causa resistencia periférica a la insulina. Por lo tanto, los GLUT4 desempeñan una función crítica en la regulación de la homeostasis general de la glucosa. Se han identificado GLUT5 en varios tejidos, pero se expresan principalmente en el yeyuno. Aunque poseen cierta capacidad para transportar glucosa, son de forma predominante transportadores de fructosa.139 El SGLT es un sistema de transportadores de glucosa diferentes, que se encuentran en el epitelio intestinal y en los túbulos renales proximales. Estos sistemas transportan sodio y glucosa al interior de la célula y la afinidad para este transportador se incrementa cuando se unen iones de sodio. El SGLT1 predomina en el borde en cepillo de los enterocitos del intestino delgado y media principalmente en la captación activa de glucosa luminal. Además, SGLT1 en la luz intestinal también incrementa la retención intestinal de agua a través de absorción osmótica. SGLT1 y SGLT2 se asocian con la absorción de la glucosa en los túbulos renales proximales. Metabolismo de proteínas y aminoácidos El promedio de consumo proteínico en adultos jóvenes sanos varía de 80 a 120 g por día y cada 6 g de proteína producen casi 1 g de nitrógeno. La degradación de 1 g de proteína da origen a casi 4 kcal de energía, similar a lo producido por el metabolismo de los carbohidratos. Después de las lesiones, la proteólisis sistémica inicial, mediada principalmente por glucocorticoides, incrementa la excreción urinaria de nitrógeno a cifras que rebasan 30 g por día, lo que en términos generales corresponde con la pérdida en la masa corporal magra de 1.5% por día. Un individuo lesionado que no recibe nutrición por 10 días en teoría puede perder 15% de la masa corporal magra. Por lo tanto, los aminoácidos no pueden considerarse como reserva energética a largo plazo y la pérdida excesiva de proteínas (25 a 30% de peso corporal magro) no es compatible con la vida.140 El catabolismo de proteínas después de la lesión proporciona sustratos para la gluconeogénesis y para la síntesis de proteínas de fase aguda. Los estudios de incorporación de aminoácidos radiomarcados y el análisis de proteínas confirman que los músculos estriados suelen presentar agotamiento preferencial después de lesiones agudas, mientras que los tejidos viscerales (p. ej., hígado y riñón) permanecen relativamente conservados. La excreción acelerada de urea después de una lesión también se asocia con excreción de elementos intracelulares como azufre, fósforo, potasio, magnesio y creatinina. Por el contrario, la utilización rápida de elementos como potasio y magnesio durante la recuperación de lesiones mayores puede indicar un periodo de cicatrización de tejidos. Los cambios netos en el catabolismo y síntesis de proteínas corresponden con la gravedad y duración de la lesión (fig. 2-23). Las intervenciones quirúrgicas programadas y las lesiones menores ocasionan baja síntesis de proteínas y desdoblamiento proteínico moderado. Los traumatismos graves, quemaduras y septicemia se asocian con incremento en el metabolismo proteínico. El aumento en el nitrógeno urinario y del equilibrio nitrogenado negativo pueden detectarse poco después de una lesión y alcanzan su máximo en siete días. Este estado de catabolismo proteínico puede persistir hasta por tres a siete semanas. El estado físico previo del paciente y la edad parecen influir en el grado de proteólisis después de la lesión o septicemia. La activación del sistema de ubiquitina-proteasoma en las células musculares es una de las principales vías para el desdoblamiento proteínico durante la lesión aguda. Esta respuesta se acentúa por la hipoxia hística, acidosis, resistencia a la insulina y aumento de las concentraciones de glucocorticoides. NUTRICIÓN EN EL PACIENTE QUIRÚRGICO El objetivo de la nutrición es apoyar al paciente quirúrgico para evitar o revertir los efectos catabólicos de la enfermedad o la lesión. Aunque se han utilizado varios parámetros biológicos importantes booksmedicos.org 51 32 28 Figura 2-23. Efecto de la gravedad de la lesión en la pérdida de nitrógeno. (Tomada de Long CL, Schaffel N, Geiger J, et al. Metabolic response to injury and illness: estimation of energy and protein needs from indirect calorimetry and nitrogen balance. JPEN J Parenter Enteral Nutr. 1979;3(6):452. Copyright © 1979 by A.S.P.E.N. Reimpresa con autorización de Sage Publications.) Excreción de nitrógeno (g/día) 24 Traumatismo esquelético 20 Septicemia grave 16 Infección 12 Cirugía programada 8 4 Inanición parcial Inanición total 0 0 10 20 30 40 Días para medir la eficacia de los regímenes nutricionales, la validación final para el apoyo nutricional de pacientes quirúrgicos debe ser la mejoría en los resultados clínicos y el restablecimiento de la función. Estimación de las necesidades energéticas Se lleva a cabo una valoración del estado nutricional general para establecer la gravedad de deficiencias por exceso de nutrientes y pronosticar las necesidades nutricionales. La información pertinente se obtiene al tomar en consideración la pérdida de peso, antecedente de enfermedades crónicas o hábitos dietéticos que influyen en la cantidad y calidad del consumo de alimentos. También deben investigarse hábitos sociales que predisponen a la desnutrición y el uso de fármacos que pueden influir en el consumo de alimentos o la micción. La exploración física se dirige a la búsqueda de pérdida de tejido muscular y adiposo, disfunción orgánica y cambios sutiles en piel, cabello o en la función neuromuscular que reflejen deficiencias nutricionales francas o inminentes. Pueden utilizarse los datos antropométricos (cambios en el peso, grosor del pliegue cutáneo, circunferencia del brazo en el área muscular) y las mediciones bioquímicas (excreción de creatinina, concentración de albúmina, concentración de prealbúmina, recuento de linfocitos totales y concentraciones de transferrina) para analizarlos en combinación con los antecedentes del paciente y los datos de la exploración física. Sin embargo, es impreciso depender de combinaciones únicas o fijas de tales resultados para valorar con precisión el estado nutricional o la morbilidad de un individuo. La base para identificar a los pacientes que necesitan apoyo nutricional agudo o anticipado debe tomar en consideración los factores de tensión fisiológica y la evolución natural del proceso patológico, en combinación con la valoración nutricional. Un objetivo fundamental del apoyo nutricional es satisfacer las necesidades energéticas para los procesos metabólicos esenciales y la reparación de los tejidos. La incapacidad para proporcionar fuentes energéticas no proteínicas adecuadas puede favorecer el consumo de las reservas de tejidos maduros. Las necesidades energéticas pueden calcularse por calorimetría indirecta y por las tendencias de los marcadores séricos (p. ej., concentración de prealbúmina) y con el cálculo de la excreción de nitrógeno en orina, que es proporcional con el consumo de energía en reposo.138 Sin embargo, el uso de calorimetría directa, en particular en pacientes en estado crítico, es una tarea intensiva y a menudo causa sobreestimación de las necesidades calóricas. El consumo basal de energía (BEE) puede calcularse utilizando la ecuación de Harris-Benedict: BEE (varones) = 66.47 + 13.75 (W) + 5.0 (H) – 6.76 (A) kcal/d BEE (mujeres) = 655.1 + 9.56 (W) + 1.85 (H) – 4.68 (A) kcal/d donde W corresponde al peso en kilogramos; H corresponde a la talla en centímetros y A, la edad en años. Estas ecuaciones, ajustadas para el tipo de tensión fisiológica quirúrgica, son adecuadas para calcular las necesidades energéticas en la mayor parte de los pacientes hospitalizados. Se ha demostrado que con el suministro de 30 kcal/kg/día se satisfacen de manera adecuada las necesidades energéticas en la mayor parte de pacientes posquirúrgicos, con bajo riesgo de sobrealimentación. Después de traumatismos o septicemia, las demandas de sustrato energético se incrementan, aumentando las necesidades de calorías no proteínicas más allá del consumo de energía calculado (cuadro 2-10). Estas calorías no proteínicas adicionales proporcionadas después de la lesión suelen ser 1.2 a 2 veces más elevadas que el consumo de energía calculado en reposo, dependiendo del tipo de lesión. Rara vez es apropiado exceder este nivel de consumo de energía no proteínico durante el punto más intenso de la fase catabólica. El segundo objetivo del apoyo nutricional es satisfacer las necesidades de sustratos para la síntesis de proteína. Debe mantenerse una razón apropiada de calorías no proteínicas/nitrógeno de 150:1 (p. ej., 1 g de nitrógeno = 6.25 g de proteínas), el cual es el requerimiento calórico basal proporcionado para limitar el uso de proteínas como fuente de energía. Hoy en día existe más evidencia que sugiere que el incremento del consumo proteínico y una razón baja de calorías:nitrógeno de 80:1 a 100:1 puede ser beneficioso en pacientes con enfermedades críticas o con hipermetabolismo, en casos selectos. En ausencia de disfunción hepática o renal grave que evite el uso de los regímenes nutricionales estándar, debe proporcionarse al día aproximadamente 0.25 a 0.35 g de nitrógeno por kilogramo de peso corporal.141 Vitaminas y minerales Las necesidades de vitaminas y oligoelementos esenciales puede satisfacerse con facilidad en el paciente promedio cuando hay una evolución posoperatoria no complicada. Por lo tanto, no suelen administrarse vitaminas en ausencia de deficiencias preoperatorias. booksmedicos.org CAPÍTULO 2 RESPUESTA SISTÉMICA A LA LESIÓN Y APOYO METABÓLICO Quemaduras mayores