In the event that any of the options are considered, we consider

Una altra aplicació del monitoratge de la PtiO2 és avaluar els efectes de la hiperòxia normobàrica en l’oxigenació cerebral i el metabolisme en combinació amb la microdiàlisi cerebral.

Existeixen dos tipus de hiperòxia, la hiperbàrica i la normobàrica, que serà la que es descriurà més detalladament en ser l’utilitzada en un dels treballs de la tesi. La hiperòxia hiperbàrica consisteix en l’administració d’O2 a una pressió major que la pressió atmosfèrica a nivell del mar (1atm), per aconseguir un increment en la PaO2 en sang i als teixits (Rockswold et al., 1992; Rockswold et al., 2001; Sukoff, 2001).

Existeixen pocs estudis que mesurin els efectes de la hiperòxia normobàrica en el TCE. Les raons teòriques per les quals es podria aplicar aquesta maniobra es recolzen en el fet que després del TCE l’alliberació d’O2 es troba disminuida, així com el gradient de pressió d’O2, la demanda metabòlica augmenta, existeixen àrees de perfusió isquèmiques o fins i tot amb fluxe zero, l’edema cerebral obstaculitza la difusió d’O2 i la hipòxia tissular cerebral es correlaciona amb un mal resultat. Així, amb l’aplicació de la hiperòxia normobàrica podriem incrementar l’oxigenació cerebral i de forma secondària millorar el metabolisme cerebral aeròbic.

En el TCE, el fluxe d’O2 desde els capil·lars a la cèl·lula i posteriorment al mitocondri pot veure’s afectat per alteracions en la difusió, com l’augment de la distància de difusió per edema i per shunts funcionals o anatòmics arteriovenosos. La distància de difusió de les mol·lècules d’O2 desde els capil·lars a les cèl·lules és d’aproximadament 60 µm, però aquesta distància és major després del TCE degut a l’edema cerebral intra i extracel·lular, causat per la lesió tissular. És per això, que en aquests casos pugui ser necessari obtenir unes pressions d’O2 majors per, augmentant el gradient, proporcionar un correcte aport d’O2 al cervell. Una hipòtesi introduïda en els darrers anys és que amb l’edema cerebral, si s’incrementen les tensions d’O2 fins uns valors superiors als requerits per saturar l’Hb arterial, es podria obtenir un gradient de pressions òptim per millorar l’oxigenació mitocondrial (Alves et al., 2004). Un cop l’Hb està completament saturada, increments majors en la PaO2 només augmenten l’O2 dissolt en el plasma, però no el contingut total arterial d’O2.

Diversos investigadors en l’àmbit clínic i experimental han detectat un increment en la PtiO2 cerebral després de l’augment de la FiO2 al 100% (Longhi

et al., 2002; Magnoni et al., 2003; Menzel et al., 1999b; Menzel et al., 1999a; Reinert et al., 2003; Rossi et al., 2001). Sembla raonable pensar que l’increment de PtiO2 no és degut a la proximitat anatòmica del sensor a un capil·lar, on la PaO2 és major, ja que l’increment de PtiO2 s’observa en la majoria dels pacients sotmesos a una FiO2 del 100%. De totes formes, existeix una elevada variablilitat interindividual en els valors obtinguts de PtiO2 després de l’inducció de la hiperòxia, que s’explica pels canvis de patrons del FSC, pel tipus de lesió i per la magnitud de l’edema cerebral (Alves et al., 2004). Longhi i col.(Longhi et al., 2002) van trobar que els pacients amb nivells basals baixos de PtiO2 (19,7± 13,1 mmHg) presentaven un increment 10 cops inferior de PtiO2 que el subgrup de pacients amb nivells de PtiO2 basals superiors (31,7 ± 14,3 mmHg). Per aquests autors, aquests resultats s’explicaven per un increment en la distància de difusió i en la reducció de la densitat capil·lar en les lesions focals. Menzel i col. (Menzel et al., 1999a) també van confirmar que el rang de la resposta de la PtiO2 a la hiperòxia no era uniforme. Curiosament, els pacients que presentaven una reactivitat de PtiO2 major (percentatge de canvi en la PtiO2 dividit pel canvi en la PaO2) presentaven un pitjor resultat. Rossi i col. (Rossi et al., 2001) van investigar els efectes de la hiperòxia en nivells de FSC normals o reduïts en porcs, utilitzant un model de infusió salina intraventricular per augmentar la PIC, que no replica necessàriament la fisiopatologia del TCE en humans. L’increment en la PtiO2 era menor quan la hiperòxia s’aplicava durant la isquèmia progressiva, el que podria indicar que els efectes beneficiosos de la hiperòxia són depenents del FSC.

Alguns autors proposen que la hiperòxia protegeix dels efectes deleteris de la hiperventilació. Thiagarajan i col. (Thiagarajan et al., 1998) van trobar que la hiperòxia provocava un increment en els valors de AVDO2 de pacients sotmesos a hiperventilació. L’increment de la O2 per sobre dels valors normals compensava, aparentment, els efectes deleteris de la hiperventilació reflectits en la SjO2 i la AVDO2.

Menzel i col. (Menzel et al., 1999b; Menzel et al., 1999a) van reportar que la hiperòxia arterial induïda disminuia el lactat cerebral en un 40%, considerant que aquest descens indicava una millora en el metabolisme aeròbic. La crítica a aquest descens seria que el lactat per si mateix no és un indicador suficient

per valorar el metabolisme oxidatiu, ja que pot ser també utilitzat per les neurones en determinades situacions per produir energia aeròbicament (Chih and Roberts Jr, 2003; Pellerin and Magistretti, 2003; Schurr et al., 1997b; Schurr and Rigor, 1998; Tsacopoulos and Magistretti, 1996). Magnoni i col. (Magnoni et al., 2003) també van confirmar la reducció extracel·lular del lactat cerebral però en una proporció menor (10% respecte el basal) després de la hiperòxia. Aquests últims autors van observar una disminució en els nivells de piruvat, amb la qual cosa el cocient L/P romania constant. Malgrat això, aquesta tendència no era uniforme. En 3 dels 18 tests el cocient L/P va disminuir i en els altres 4 tests, el percentatge de descens del lactat era superior que el percentatge de descens del piruvat. També van detectar que la AVDO2 es reduïa un 4% durant el procés hiperòxic, però no de forma estadísticament significativa. L’explicació que van donar els autors per aquesta observació va ser que existia un descens significatiu del CMRO2, donat que la hiperòxia s’associa amb un descens del FSC (AVDO2 = CMRO2/FSC). A partir d’aquestes troballes van concloure que la hiperòxia no millorava el metabolisme oxidatiu. Reinert i col. (Reinert et al., 2003) van trobar també que el lactat cerebral disminuia després del tractament hiperòxic. Reinert i col. (Reinert et al., 2004) en un estudi recent en rates sotmeses a un TCE van trobar que els nivells de glucosa augmentaven significativament i el lactat cerebral disminuia, després de la hiperòxia normobàrica.

Resposta cerebral a la hiperòxia

Diversos autors han estudiat els efectes cerebrovasculars de la hiperòxia observant una disminució en el FSC. Johnston i col. (Johnston et al., 2003) van detectar una reducció del FSC del 9% al 27%. Menzel i col. (Menzel et al., 1999b) van estudiar la vasoreactivitat cerebral d’O2 en 6 pacients amb un TCE greu, utilitzant el TC amb xenó estable. Aquests autors van observar una reducció mitja del FSC del 19% en regions de interès corresponents a teixit aparentment normal. El grau de la resposta va ser proporcional al valor regional basal del FSC. Aquesta reducció del 19% del FSC és major que la detectada en condicions fisiològiques normals i per tant es podria suggerir que el TCE per si mateix amplifica l’efecte vasoconstrictor de la hiperòxia (Alves et

al., 2004). A més, van demostrar també que el percentatge de descens del FSC amb una FiO2 del 60% es correlacionava significativament i inversament amb els nivells basals de FSC. Tot i que la hiperòxia i la hipoxèmia s’associen amb un descens i un augment del FSC respectivament, el CMRO2 es manté constant.

La hiperòxia s’acompanya d’un augment en els valors de la SjO2 (McLeod et al., 2003) i d’un descens en les AVDO2 (Magnoni et al., 2003), suggerint que el cocient entre la demanda d’O2 i l’aport es decanten cap a un consum metabòlic d’O2 menor o una millor alliberació d’O2. De totes formes, en un model experimental animal de isquèmia cerebral global en porcs, quan el FSC es reduïa el 30%, el valor de AVDO2 no canviava per la hiperòxia. D’aquests resultats es podia deduir que l’increment de PaO2 no sempre influeix en l’aport d’O2 al cervell (Rossi et al., 2001).

En pacients amb lesions cerebrals s’ha trobat que la PtiO2 té una relació lineal amb la PaO2 i després de la hiperòxia augmenten els seus valors. Els nivells basals de PtiO2 i la resposta a la hiperòxia són majors quan el sensor de PtiO2 es col·loca en un teixit aparentment sa visualitzat en el TC que quan es col·loca al voltant d’una contusió cerebral. Aquests descobriments suggereixen que la difusió d’O2 desde els vasos al teixit es redueix, com a resultat de certs canvis patològics com l’edema cerebral o shunts

arteriovenosos (Longhi et al., 2002).

Els riscs potencials de la hiperòxia en el TCE comprenen la toxicitat pulmonar i l’augment en la producció de radicals lliures. Els pulmons, la retina, la còrnia i el sistema nerviós central són els òrgans més perjudicats per les exposicions perllongades de hiperòxia. Els canvis funcionals deguts a la toxicitat de l’O2 en el pulmó comprenen el desacoblament entre la difusió i la flexibilitat pulmonar i petites alteracions als bronquiols. La toxicitat pulmonar en l’home es caracteritza inicialment per l’aparició d’edema pulmonar, seguit de fibrosi i hipertensió pulmonar. La quantitat requerida de hiperòxia per produir dany cel·lular i el temps d’aparició dels canvis varia d’unes espècies a unes altres, i entre diferents individus de la mateixa (Alves et al., 2004).