1 Respuesta Metabólica al Trauma RICG Elbert Raúl Hernández Carazo

2 Historia 1920 Aubb comienza a relacionar la respuesta del metabolismo en relación a la severidad del choque describiendo que la disminución del metabolismo basal es directamente proporcional a la severidad de este. 1928, Landis, haciendo referencia a la hipoxia tisular, postula que la asfixia de los tejidos puede ser un factor de incremento de la permeabilidad capilar. 1942, Cuthberson elabora las bases de la respuesta metabólica a una agresión determinando los conceptos de edema reaccionario e inflamación traumática. Translated from the Tenth English edition of: Schwartz’s Principles of Surgery Copyright © 2015 by McGraw-Hill Education by The McGraw-Hill Companies, Inc.

3 Clasificación fisiopatológica de los traumatismo quirúrgicos Modificado de Moore y Brennan 1975 Translated from the Tenth English edition of: Schwartz’s Principles of Surgery Copyright © 2015 by McGraw-Hill Education by The McGraw-Hill Companies, Inc.

4 Víctor Cuacuas Cano, Mónica Escobar Martínez, et.al Trauma de alta energía y su respuesta inflamatoria sistémica. Ortho-tips Vol. 4 No. 1 2008 Consecuencias de la respuesta metabólica a la agresión quirúrgica

5 Translated from the Tenth English edition of: Schwartz’s Principles of Surgery Copyright © 2015 by McGraw-Hill Education by The McGraw-Hill Companies, Inc.

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7 SEPSIS: SRIS + FOCO INFECCIOSO SEPSIS GRAVE: cuadro séptico asociado con disfunción orgánica, hipotensión arterial (es la presión arterial sistólica de menos de 90 mmHg o una disminución de más de 40 mmHg a partir de los valores basales, en ausencia de otras causas de hipotensión) e hipoperfusión. SHOCK SEPTICO: cuadro de sepsis severa con hipotensión arterial que no responde a reanimación adecuada con líquidos, requiriendo el uso de drogas vasopresoras Translated from the Tenth English edition of: Schwartz’s Principles of Surgery Copyright © 2015 by McGraw-Hill Education by The McGraw-Hill Companies, Inc.

8 Representación esquemática del síndrome de respuesta inflamatoria sistémica (SIRS) después de la lesión, seguido por un periodo de convalecencia mediado por un síndrome de respuesta antiinflamatoria contrarreguladora (CARS). La inflamación mas grave ocasiona falla orgánica múltiple (MOF) y muerte temprana después de la lesión (flecha en color azul oscuro). Una respuesta inflamatoria mas leve seguida de CARS excesiva puede inducir un estado de inmunodepresión prolongada que también puede ser nocivo para el hospedador (flecha en color azul claro). La recuperacion normal después de la lesion requiere un periodo de inflamacion sistemica seguido del restablecimiento de la homeostasis (flecha roja). (Adaptada con autorización de Guirao X, Lowry SF. Biologic control of injury and inflammation: Much more than too little or too late. World J Surg. 1996;20:437. Con permiso de Springer Science + Business Media.)

9 Definición Los cambios metabólicos que se presentan en forma secundaria a casi todos los tipos de lesión son considerados en conjunto como la respuesta metabólica al trauma. Translated from the Tenth English edition of: Schwartz’s Principles of Surgery Copyright © 2015 by McGraw-Hill Education by The McGraw-Hill Companies, Inc.

10 Respuesta Metabólica al trauma Los factores primarios definidos que desencadenan las respuestas neuroendócrinas a las lesiones son la hipovolemia y el dolor, Translated from the Tenth English edition of: Schwartz’s Principles of Surgery Copyright © 2015 by McGraw-Hill Education by The McGraw-Hill Companies, Inc.

11 Circuito de mensajes neuronales de una lesion localizada hacia el encefalo (nucleo del haz solitario). El encefalo recibe la información con la liberacion hormonal (hormona adrenocorticotropica [ACTH], glucocorticoides) hacia la circulacion sistemica y a traves de la respuesta simpatica. La respuesta vagal induce con rapidez liberacion de acetilcolina hacia el sitio de la lesion para limitar la respuesta inflamatoria desencadenada por los inmunocitos activados. La respuesta vagal ocurre en tiempo real y es especifica para el sitio. EPI, noradrenalina; IL-1, interleucina -1; NOREPI, noradrenalina; TNF, factor de necrosis tumoral. (Adaptada y modificada con autorización de Macmillan Publishers Ltd. Tracey KJ. The inflammatory reflex. Nature. 2002;420:853. Copyright c 2002.)

12 Estimulos aferentes al cerebro Neural – SNA la estimulación parasimpática por medio del nervio vago Reduce FC, aumenta motilidad intestinal, disminuye la inflamación. Reduce la activación de macrófagos y sus mediadores pro inflamatorios (TNF-α, IL-1, IL-18) Translated from the Tenth English edition of: Schwartz’s Principles of Surgery Copyright © 2015 by McGraw-Hill Education by The McGraw-Hill Companies, Inc.

13 La respuesta metabólica a la lesión Se caracteriza por una elevación del metabolismo basal, consecuencia del aumento principalmente de la liberación de catecolaminas. El metabolismo basal se ve aumentado en estos pacientes hasta un 70 %. Translated from the Tenth English edition of: Schwartz’s Principles of Surgery Copyright © 2015 by McGraw-Hill Education by The McGraw-Hill Companies, Inc.

14 La respuesta metabólica a la lesión Esta respuesta esta influenciada por otros factores que pueden incrementarla o disminuirla y que deben ser tenidos en cuenta con miras a reducir el Stress hipermetabólico que conduce a rápida depleción de la masa celular corporal. Translated from the Tenth English edition of: Schwartz’s Principles of Surgery Copyright © 2015 by McGraw-Hill Education by The McGraw-Hill Companies, Inc.

15 La Respuesta Metabolica al Trauma Se divide en dos fases, “Fase Ebb” y “Fase Flow”. Translated from the Tenth English edition of: Schwartz’s Principles of Surgery Copyright © 2015 by McGraw-Hill Education by The McGraw-Hill Companies, Inc. La fase Ebb o fase de reflujo: Corresponde a las primeras 24 hs posteriores a la lesión y se caracteriza por hipovolemia, shock y su consecuente bajo flujo sanguíneo a los tejidos. La respuesta fisiológica busca compensar el shock y ahorrar energía. En esta etapa se genera una deuda de oxígeno a los tejidos.

16 Fases de la respuesta metabólica en el traumatismo Fase Flow: Característicamente hiperdinámica, hipercatabólica e hipermetabólica, con acentuada pérdida de nitrógeno, acompañada de retención de líquidos y edema. Durante esta fase el organismo apela a los tejidos sanos para obtener la energía necesaria y así responder a las exigencias de reparación y pagando esa deuda de oxígeno a los tejidos. Translated from the Tenth English edition of: Schwartz’s Principles of Surgery Copyright © 2015 by McGraw-Hill Education by The McGraw-Hill Companies, Inc.

17 Fases de la respuesta metabólica en el traumatismo Translated from the Tenth English edition of: Schwartz’s Principles of Surgery Copyright © 2015 by McGraw-Hill Education by The McGraw-Hill Companies, Inc. 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.)

18 Esta fase dura días o semanas. Al final de la misma, cuando se han reparado las heridas y se ha controlado la infección, comienza el estadio anabólico Fase Flow caracterizado por normalización hemodinámica y metabólica, poliuria y reabsorción de edemas, acumulación de proteínas y grasas con recuperación de los depósitos y normalización de todas las funciones del organismo. Translated from the Tenth English edition of: Schwartz’s Principles of Surgery Copyright © 2015 by McGraw-Hill Education by The McGraw-Hill Companies, Inc. Fase anabolica

19 Fases de la respuesta metabólica en el traumatismo La respuesta a los estímulos después de la lesión se modifica por diversos factores: Consumo de etanol y otras drogas Uso de medicamentos Interrupción de farmacoterapia previa Enfermedad persistente Edad. Translated from the Tenth English edition of: Schwartz’s Principles of Surgery Copyright © 2015 by McGraw-Hill Education by The McGraw-Hill Companies, Inc.

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21 Citocinas Mediadores inflamatorios mas potentes Accion erradicar microorganismos promoviendo la inflamación Respuesta exagerada puede causar: inestabilidad hemodinamica (choque) FOM Respuesta antiinflamatoria contrareguladora excesiva inmunocompromiso

22 Inmunidad especifica mediada por el subtipo 1 de los linfocitos T colaboradores (TH1) y subtipo 2 (TH2) despues de la lesion. Una respuesta TH1 se observa en lesiones menos graves, con conservacion de la inmunidad celular y con formacion de anticuerpos opsonizantes contra infecciones microbianas. Esta inmunidad celular incluye la activacion de monocitos, linfocitos B y linfocitos T citotoxicos. La modificacion a una respuesta TH2 por linfocitos T colaboradores indiferenciados se asocia con lesiones de mayor magnitud y no es tan eficaz contra infecciones microbianas. La respuesta TH2 incluye la activacion de eosinofilos, celula cebadas y la produccion de inmunoglobulinas 4 e IgE por los linfocitos B (los estimulantes primarios y los principales productos de las citocinas de tales respuestas se muestran en negritas). La interleucina-4 (IL-4) e IL-10 son inhibidores conocidos de la respuesta TH1. El interferon γ (IFN-γ) es un inhibidor conocido de la respuesta TH2. Aunque no son citocinas, los glucocorticoides son estimulantes potentes de la respuesta TH2, la cual puede contribuir en parte a los efectos inmunodepresores del cortisol. GM-CSF, factor estimulador de las colonias de granulocitos y macrofagos; IL, interleucina; TGF, factor transformador de crecimiento; TNF, factor de necrosis tumoral. (Adaptada con autorización de Lin E, Calvano SE, Lowry SF. Inflammatory cytokines and cell response in surgery. Surgery. 2000;127:117. Copyright Elsevier.)

23 Factor de necrosis tumoral α Monocitos macrofagos y celulas T Vida media < 20min Respuesta temprana Evoca la cascada de citocinas Inductora de catabolismo Translated from the Tenth English edition of: Schwartz’s Principles of Surgery Copyright © 2015 by McGraw-Hill Education by The McGraw-Hill Companies, Inc.

24 Interleukin-1 Secretada por macrofagos activados y cels endoteliales Sinergia con TNF- α Vida ½ = 6 min Respuesta febril, estimulando PG directamente en hipotalamo Translated from the Tenth English edition of: Schwartz’s Principles of Surgery Copyright © 2015 by McGraw-Hill Education by The McGraw-Hill Companies, Inc.

25 Interleucina-6 Inducida por IL-1 y FNT Niveles detectados a los 60min de lesion se prolongan hasta 10 dias Niveles son proporcionales a lesion Pro-inflammatoria Induce y prolonga actividad de neutrofilos Translated from the Tenth English edition of: Schwartz’s Principles of Surgery Copyright © 2015 by McGraw-Hill Education by The McGraw-Hill Companies, Inc.

26 Interleucina-8 Actividad similar a IL-6 Quimiotactico para PMN Marcador propuesto para Falla Organica Multiple Translated from the Tenth English edition of: Schwartz’s Principles of Surgery Copyright © 2015 by McGraw-Hill Education by The McGraw-Hill Companies, Inc.

27 Interleucina-10 Citocina antiinflamatoria Liberada por linfocitos T Regula la actividad de TNF Estudios en animales sugieren que la induccion de IL 10 disminuye la respuesta inflamatoria sistemica y reduce la mortalidad. Translated from the Tenth English edition of: Schwartz’s Principles of Surgery Copyright © 2015 by McGraw-Hill Education by The McGraw-Hill Companies, Inc.

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30 Estímulos de la respuesta neuroendocrina  Alteración aguda en fluidos: Alta presión: estimulan baroR de carótida y aorta Baja presión: estimulan baroR de aurícula derecha Estimula liberación de ACTH, ADH, STH, betaendorfinas ↑↑ liberación de A, NA; renina y glucagón, aumenta [aldosterona] Y ↓↓ actividad de insulina STH: hormona somatotropa Translated from the Tenth English edition of: Schwartz’s Principles of Surgery Copyright © 2015 by McGraw-Hill Education by The McGraw-Hill Companies, Inc.

31 2. Alteración acido-base: QuimioR de aorta y carótida 3. Dolor y emociones: R nociceptivos y área límbica ↑↑actividad simpática ↑↑actividad adrenomedular y adrenocortical 4. Lesiones térmicas y sépticas: Área preóptica de hipotálamo: altera vol. extracelular y substratos energéticos Rta neuroendocrina sistémica Estímulos de la respuesta neuroendocrina Translated from the Tenth English edition of: Schwartz’s Principles of Surgery Copyright © 2015 by McGraw-Hill Education by The McGraw-Hill Companies, Inc.

32 5. Alteraciones de glucosa: Estimulan hipotálamo y páncreas: Libera catecolaminas, cortisol, STH, ADH, glucosa Todo esto lleva a: Reabsorción de Na+ y H2O a LEC → retencion de H2O y Na+, perdida de K+, N+ y HCO3 Movilización de grasa como fuente energética alterna Alteración de metabolismo glúcido → hiperglicemia Catabolismo tisular → perdida de masa celular Estímulos de la respuesta neuroendocrina Translated from the Tenth English edition of: Schwartz’s Principles of Surgery Copyright © 2015 by McGraw-Hill Education by The McGraw-Hill Companies, Inc.

33 RESPUESTA METABOLICA AL TRAUMA Insulina: Hormona anabólica principal. Se produce una resistencia a la insulina Incrementa la gluconeogénesis Uso excesivo de lactato, aminoácidos y sustratos de glicerol Se incrementa la glicogenolísis hepática Translated from the Tenth English edition of: Schwartz’s Principles of Surgery Copyright © 2015 by McGraw-Hill Education by The McGraw-Hill Companies, Inc.

34 Función adrenocortical Enfermedad o trauma agudo: Enfermedad crónica: ↑ CRH (hipotalamo) ↑ ACTH (hipofisis) ↑ Cortisol (suprarrenal) ↑ Citocinas ↑ sistema noradrenérgico ↑ sistema renina- angiotensina-aldosterona ↑ aldosterona Hipercortisolismo: Consume CH, grasas y proteínas pospone anabolismo Retención hídrica IV Aumenta respuesta inotrópica Y vasopresora Inhibe respuesta inmune ↓ ACTH pero ↑ cortisol (endotelina) ↓ Actividad de eje R-A, pero ↓ aldosterona Estos mecanismos pueden fallar: insuficiencia suprarrenal O hipercortisolismo crónico: inmunosupresión: infección falla cicatrización herida miopatía Con benéficos efectos hemodinámicos Translated from the Tenth English edition of: Schwartz’s Principles of Surgery Copyright © 2015 by McGraw-Hill Education by The McGraw-Hill Companies, Inc.

35 Cortisol Secreción tiene patrón diurno con pico máximo a las 8:00 hrs. Incremento del Nivel sérico (1-4 hrs) Promueve la resistencia a la insulina Secreta catecolaminas Estimula FC, contractilidad miocárdica y vasoconstricción Translated from the Tenth English edition of: Schwartz’s Principles of Surgery Copyright © 2015 by McGraw-Hill Education by The McGraw-Hill Companies, Inc.

36 Cortisol Estimula el sistema Renina- Angiotensina-Aaldosterona Promueve la retención de líquidos Mejoría hemodinámica Translated from the Tenth English edition of: Schwartz’s Principles of Surgery Copyright © 2015 by McGraw-Hill Education by The McGraw-Hill Companies, Inc.

37 Eje tiroideo ↑ TSH (hipófisis anterior) ↑ T4 (tiroides) T3: actúa en R T3 reversa: inactiva Efecto cardiaco: crono e inotrópico (+) Efecto vascular: ↓ RVS Anabolismo proteico Adecuada secreción y respuesta a la GH ↑↑ absorción intestinal de glucosa y galactosa Potencia insulina en la síntesis de glucógeno Potencia la insulina en el uso de glucosa por musculo y tej. Adiposo Sano Translated from the Tenth English edition of: Schwartz’s Principles of Surgery Copyright © 2015 by McGraw-Hill Education by The McGraw-Hill Companies, Inc.

38 Eje tiroideo 21h 6h Enfermedad aguda En 24 H se altera el equilibrio. Feedback alterado: TSH normal pero cae T3 ( T3 reversa) Disminuyen No. y ocupación de R de T3 Enfermedad crónica Secreción pulsátil de TSH cae. T3 cae Reducida producción de Hm tiroideas. El incremento de TSH se relaciona con recuperación Dopamina endogena e hipercortisolismo agravan hipotiroidismo crono e inotrópico (-) ↑↑ RVS Catabolismo proteico Inadecuada secreción y respuesta a la GH ↓↓ absorción intestinal de glucosa y galactosa Resistencia periferica a la insulina

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42 RESPUESTA METABOLICA AL TRAUMA CONSECUENCIAS NUTRICIONALES Aumento del gasto energético 20--50% sobre gasto basal Proteólisis muscular activada Aumento en las pérdidas urinarias de nitrógeno (30-50 gr/día) Balance nitrogenado negativo. Exacerba la pérdida urinaria de electrolitos Respuesta metabólica al traumaCirugia digestiva y endocrinologíaGrupo hispavista, 2004. Translated from the Tenth English edition of: Schwartz’s Principles of Surgery Copyright © 2015 by McGraw-Hill Education by The McGraw-Hill Companies, Inc.

43 Lipólisis intensa. Aumento de ácidos grasos Oxidación y utilización de CH disminuida. Hiperglicemia persistente Incremento de consumo de 02. Respuesta metabólica al traumaCirugia digestiva y endocrinologíaGrupo hispavista, 2004. Translated from the Tenth English edition of: Schwartz’s Principles of Surgery Copyright © 2015 by McGraw-Hill Education by The McGraw-Hill Companies, Inc.

44 Metabolismo durante el ayuno Un adulto sano de 70 kgs usara 180 g /d de glucosa para los requerimientos de las celulas (neuronas, hematies, musculo) Glucagon, Norepi, vasopresina, AngII promueven glucogenolisis (anabolismo) Glucagon, Epi, y cortisol promueven la gluconeogenesis (lactato- ciclo de cori) Translated from the Tenth English edition of: Schwartz’s Principles of Surgery Copyright © 2015 by McGraw-Hill Education by The McGraw-Hill Companies, Inc.

45 Metabolismo en ayuno simple El lactato no es suficiente para suplir las demandas de glucosa Proteolisis (75 g/d) para gluconeogenesis hepatica Debido al aumento de la secrecion de cortisol y disminucion de insulina circulante Elevacion de nitrogeno urinario (7 - 30 g/d) debido a la proteolisis Translated from the Tenth English edition of: Schwartz’s Principles of Surgery Copyright © 2015 by McGraw-Hill Education by The McGraw-Hill Companies, Inc.

46 Metabolismo de ayuno prolongado Se reduce la proteolisis a 20g/d y se estabiliza el nitrogeno urinario 2-5g/d Organos funcionan y se adaptan a cuerpos ceonicos del dia 2 al 20 El tejido adiposo provee 40% caloriAs (aprox 160 g acidos grasos y glicerol) Estimulados por insulina disminuida y el incremento de glucagon y catecolaminas. Translated from the Tenth English edition of: Schwartz’s Principles of Surgery Copyright © 2015 by McGraw-Hill Education by The McGraw-Hill Companies, Inc.

47 E. Lin, S. E. Calvano, and S. F. Lowry. Chapter 1. Systemic Response to Injury and Metabolic Support. In Schwartz's Principles of Surgery, 8 th ed. F. C. Brunicardi, D. K. Andersen, T. R. Billiar, D. L. Dunn, J. G. Hunter, R. E. Pollock, eds. McGraw-Hill Professional, 2004. Respuesta Metabólica al Trauma Santos Ramírez Medina, M.D., Isauro Ramón Gutiérrez Vázquez, M.D., Arturo Domínguez Maza, M.D., Citlalli Barba Fuentes M.D. MEDICRIT 2008; 5(4):130-3 Sepsis: Definiciones y Aspectos Fisiopatologicos Indira Briceño M.D. MEDICRIT 2005; 2(8): 164 – 178 Respuesta metabólica al traumaCirugia digestiva y endocrinologíaGrupo hispavista, 2004. Translated from the Tenth English edition of: Schwartz’s Principles of Surgery Copyright © 2015 by McGraw-Hill Education by The McGraw-Hill Companies, Inc.