Mecanismos da hipoxemia na Ventilação Ultra-protetora

A estratégia de ventilação ultra-protetora consiste em remover parte do CO2 usando membranas artificiais de troca gasosa, com baixo fluxo sanguíneo (1L/min) e alto fluxo de gás extracorpóreo. Vários equipamentos foram desenvolvidos nos últimos anos, usando princípios de tecnologia de circulação extracorpórea até sistemas de hemodiálise contínua como o Hemodec®, o ECMO®, o Novalung®, Alung®, o iLA ACTIVVE®, o Palp® e mais recentemente o Prisma Lung®. 

Pode parecer novidade mas essas tecnologias surgiram há bastante tempo e só se tornaram mais comuns porque materiais mais biocompatíveis foram criados, com melhor interação com o sangue, melhores sistemas de circulação extracorpórea e novos sensores de medida. Os estudos iniciais não mostraram melhora de sobrevida com o uso das membranas mas… Trabalhos em neonatos começaram a mostrar diferenças, o Estudo Cesar em 2009 mostrou resultados em adultos e a pandemia do vírus H1N1 em 2009 disseminou de vez o uso destes equipamentos pelo mundo.

Quando se trata de SDRA (Síndrome do Desconforto Respiratório Agudo), a retenção de CO2 ganha atenção especial.  A intensa inflamação pulmonar produz áreas de shunt (perfundidas e não ventiladas) e reduz a complacência pulmonar drasticamente, essas modificações estruturais acabam reduzindo o volume de CO2 expirado (VECO2). Já se comprovou que a busca pela normalização da PaCO2 usando volumes correntes (VC) altos, causa mais danos aos pulmões devido às forças de cisalhamento nas interfaces aeradas e colabadas/consolidadas, por isso, baixos VC (4-6ml/kg de peso predito) são recomendados como parte do tratamento. Como consequência desses volumes baixos, a PaCO2 se eleva bastante.

A hipercapnia permissiva também faz parte do tratamento a fim de reduzir o biotrauma dentre outros efeitos. O problema surge quando a acidose ultrapassa os níveis mínimos tolerados (pH<7,15) para manter as funções orgânicas, as interações droga-receptor… 

Como meio para se manter a estratégia de ventilação protetora com baixos VC e  pH>7,15, sem aumentar o biotrauma, tem-se utilizado as membranas de troca gasosa extracorpórea, a isso se dá o nome de Estratégia de Ventilação Ultra-protetora.

fanelli

Um estudo publicado em 2016 por Fanelli e cols, usou o Alung® (membra de remoção de CO2 com mínimo efeito no O2, diferente do ECMO que pode remover CO2 e oxigenar o sangue simultaneamente), em pacientes com SDRA moderada, com VC inicial de 6ml/kg que era progressivamente reduzido para 4ml/kg, usou o Protocolo do Estudo EXPRESS e considerou níveis de PaCO2<75mmHg e pH<7,20 como indicações para terapias de resgate com infusão de bicarbonato, prona ou ECMO.

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Alung
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ECMO

Foram 15 pacientes, 6 tiveram piora da hipoxemia e necessitaram de terapia de resgate com posição prona ou ECMO. A mortalidade no 28º dia foi de 47%, dos 8 sobreviventes, 6 saíram da ventilação mecânica e 2 continuavam no ventilador no 28º dia de seguimento.

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O cenário de Ventilação Ultra-protetora foi comentado em publicação recente por Gattinoni, descrevendo os mecanismos prováveis de hipoxemia implicados nessa estratégia. É uma excelente revisão sobre os mecanismos de hipoxemia associadas à estratégia ventilatória na SDRA.

  1. Atelectasia gravitacional: a redução do VC e da frequência respiratória reduzem a pressão das vias aéreas e isso favorece o colabamento; no estudo de Fanelli o ajuste da PEEP não foi significativo para se compensar a queda da pressão de vias aéreas.
  2. Atelectasia por absorção: uma causa é remoção de O2 em quantidade maior do que a FiO2 ofertada para aquelas unidades alveolares, isso irá induzir a atelectasia quando a relação Ventilação/Perfusão atingir um nível crítico. Outra causa é a baixa FiN (Fração inspirada de Nitrogênio) que é oferecida por membranas artificiais quando programadas para FiO2 de 100%, a absorção completa de O2 provoca atelectasia e aumenta o shunt com mais áreas mal ventiladas.
  3. Pressão de abertura: a atelectasia é um fenômeno natural e por isso o volume inspirado aumente intermitentemente para reabrir alvéolos colabados, porém nessa estratégia ultra-protetora, as baixas pressões de platô constantes, favoreceram a persistencias de zonas atelectasiadas.
  4. Pressão Alveolar de O2 (PAO2) e Quociente Respiratório (R): à medida que a PaCO2 aumenta e a eliminação de CO2 diminui (hipercapnia permissiva), o R, que é a relação entre o CO2  produzido e medido no ar expirado, e o O2 consumido (VCO2/VO2), diminui. Relembrando a equação da PAO2 = PiO2 – (PaCO2/R), sendo a PiO2 a pressão parcial inspirada de O2 (FiO2 . [Patm – PH2O]), com a redução do R pela redução do CO2 expirado, haverá uma queda importante na PAO2 se a PiO2 continuar mantida. Assim, uma forma de compensar isso é aumentar a FiO2, consequentemente aumentando a PiO2 e compensando o sistema. Durante a estratégia de ventilação protetora a PAO2 deve ser monitorada principalmente com FiO2< 40%.

 

Referências

Feasibility and safety of low-flow extracorporeal carbon dioxide removal to facilitate ultra-protective ventilation in patients with moderate acute respiratory distress sindrome. Crit Care. 2015; 20: 36.

Ultra-protective ventilation and hypoxemia. Gattinoni Critical Care (2016) 20:130

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