Congestión pulmonar en la insuficiencia cardíaca aguda: De la hemodinámica a la lesión pulmonar y la disfunción de la barrera | Revista Española de Cardiología
La insuficiencia cardíaca aguda (ICA) se ha definido como la aparición o el empeoramiento de signos y síntomas de insuficiencia cardíaca (IC) que requieren un tratamiento urgente.1 La ICA es una de las principales causas de morbilidad y mortalidad.2 A pesar de la considerable variación de los perfiles clínicos y la sustancial heterogeneidad de las causas subyacentes, la gran mayoría de los pacientes con ICA presentan síntomas y signos de congestión pulmonar y sistémica más que de bajo gasto cardíaco. En consecuencia, la disnea es el principal síntoma que presentan los pacientes hospitalizados por ICA.3.
Aunque muchos pacientes responden al tratamiento inicial,1 un porcentaje significativo no experimenta un alivio temprano de la disnea.1 Además, existe una disociación entre la presión de enclavamiento capilar pulmonar (PCWP) y la gravedad de la disnea, de modo que los pacientes con una PCWP elevada pueden tener una disnea mínima, mientras que los pacientes con una PCWP relativamente baja pueden experimentar una disnea grave.4 Además, la tasa de mortalidad y de reingreso a corto plazo es de hasta el 50%.5 Estas observaciones ponen de manifiesto el conocimiento incompleto de la patogénesis de la congestión pulmonar en la ICA.
PATOFISIOLOGÍA DE LA CONGESTIÓN PULMONAR
La congestión pulmonar se define como la acumulación de líquido en los pulmones, lo que provoca una alteración del intercambio gaseoso e hipoxemia arterial. Se produce de forma secuencial, desarrollándose primero en la región hiliar de los pulmones, seguida de un llenado del espacio intersticial y finalmente, en su forma más grave, de una inundación alveolar. La elevada presión de llenado del ventrículo izquierdo (VI) que conduce a la hipertensión venosa pulmonar (aumento de la PCWP) es el principal mecanismo subyacente de la congestión pulmonar. La elevación de la presión diastólica del VI (PVDL) es el resultado de la sobrecarga de líquidos causada por la retención de líquidos o por la redistribución de los mismos.6 Por otra parte, un aumento rápido de la presión arterial (poscarga), especialmente en pacientes con disfunción diastólica, puede precipitar una congestión pulmonar grave.7 A menudo, la elevación de la PVD (congestión hemodinámica) precede a la congestión clínica durante días o incluso semanas.
Conceptos antiguos y nuevos en la patogénesis del edema pulmonar
El edema pulmonar es el resultado de un desequilibrio entre las fuerzas que impulsan el líquido hacia los alvéolos y los mecanismos para su eliminación. La filtración de líquido a través de la pared capilar pulmonar se describe mediante la ecuación de Starling:9
donde Jv es la tasa de filtración transcapilar neta, Lp es la conductividad hidráulica de la barrera, S es el área superficial de la barrera, Pc es la presión hidrostática capilar pulmonar, Pi es la presión hidrostática intersticial, ¦Ðc es la presión oncótica del coloide plasmático capilar, ¦Ði es la presión oncótica del fluido intersticial y ¦Ò es el coeficiente de reflexión osmótica media de la barrera. LpS se ha definido como el coeficiente de filtración capilar (Kfc).
De acuerdo con la ecuación de Starling, el equilibrio entre las presiones hidrostáticas (Pc-Pi) y las presiones oncóticas (¦Ðc-¦Ði) constituye la fuerza motriz de la filtración de fluidos. Basándose en este modelo si mplístico, el edema pulmonar se ha clasificado tradicionalmente en categorías cardiogénicas y no cardiogénicas. El edema pulmonar cardiogénico o hidrostático es el resultado de presiones hidrostáticas capilares pulmonares elevadas que perturban el equilibrio de Starling mientras la barrera alveolar-capilar permanece intacta. Por el contrario, el edema no cardiogénico o de alta permeabilidad se caracteriza por la lesión de la barrera alveolo-capilar con fuga de líquido rico en proteínas hacia el intersticio y los espacios aéreos.10 Sin embargo, este modelo fisiopatológico de movimiento pasivo de líquidos, que depende de los gradientes oncótico e hidrostático a través de la barrera sangre-gas, parece ser una simplificación excesiva. Los estudios basados en la relación entre la proteína del líquido del edema y la proteína del suero en pacientes con edema pulmonar cardiogénico y no cardiogénico han demostrado que, con frecuencia, existe una combinación de presión capilar pulmonar hidrostática elevada y permeabilidad elevada de la barrera alveolo-capilar, lo que conduce a una superposición significativa entre los dos grupos. Si el aumento de la presión capilar pulmonar hidrostática per se fuera el responsable de la formación del edema pulmonar, se esperaría que la concentración de proteínas del líquido de revestimiento alveolar disminuyera debido a la afluencia del ultrafiltrado plasmático. Paradójicamente, casi se duplica.11, 12 Por lo tanto, el edema pulmonar hidrostático y el de alta permeabilidad pueden representar los extremos en el espectro del edema pulmonar.11, 12 Dos procesos fundamentales pueden conducir a la disfunción de la barrera alveolo-capilar en la ICA: a) la lesión mecánica de la barrera debido al aumento de las presiones capilares pulmonares hidrostáticas, y b) la lesión pulmonar inflamatoria y oxidativa (Figura 1).
Figura 1. Diagrama que muestra la implicación de la lesión mecánica, así como de la lesión pulmonar inflamatoria y oxidativa, en la disfunción de la barrera alveolo-capilar y la congestión pulmonar en pacientes con insuficiencia cardíaca aguda. PDVI: presión diastólica final del ventrículo izquierdo; PCWP: presión de cuña capilar pulmonar.
Propiedades fisiológicas de la barrera capilar alveolar
En sus partes más finas, la barrera sangre-gas está formada por la capa endotelial capilar, la capa epitelial alveolar y la matriz extracelular, que está formada por las membranas basales fusionadas de las dos capas celulares.13, 14 La barrera sangre-gas del pulmón humano tiene que desempeñar dos funciones contradictorias. Por un lado, tiene que ser extremadamente fina para promover un intercambio eficaz de oxígeno y dióxido de carbono a través de la difusión pasiva. Por otro lado, tiene que ser lo suficientemente fuerte para superar la tensión impuesta por la elevada presión hidrostática capilar. La pérdida de su integridad estructural puede provocar un edema alveolar o una hemorragia. La resistencia de la barrera sangre-gas puede atribuirse al tipo de colágeno de las membranas basales.15
Disfunción aguda y crónica de la barrera sangre-gas en la insuficiencia cardíaca
El término «fallo por estrés» se ha introducido para describir la lesión mecánica de la barrera alveolar-capilar resultante de un aumento brusco de la presión hidrostática capilar pulmonar.16 Varios modelos experimentales han demostrado que el traumatismo inducido por la presión provoca cambios ultraestructurales de la barrera hemato-gasométrica que implican la alteración de la capa endotelial capilar pulmonar, así como de la capa epitelial alveolar.16 El resultado es una transición progresiva de una forma de baja permeabilidad a una forma de alta permeabilidad del edema pulmonar.17 Existen pruebas experimentales que sugieren la reversibilidad de los cambios ultraestructurales de la barrera hemato-gástrica observados durante una lesión mecánica aguda.18 Por otra parte, la elevación sostenida de la presión capilar pulmonar conduce a un engrosamiento de la barrera alveolo-capilar debido principalmente al depósito excesivo de colágeno tipo IV.15 Este proceso de remodelación puede ser protector frente a nuevos daños por alta presión y puede aumentar la resistencia del pulmón al desarrollo de edema pulmonar en pacientes con IC crónica.11 Sin embargo, provoca una disminución significativa de la capacidad de difusión alveolar y deteriora la transferencia de gases y la capacidad de ejercicio. Las proteínas específicas del epitelio pulmonar pueden filtrarse a través de la barrera alveolar-capilar hacia la circulación y pueden servir como marcadores de daño de la barrera en varias condiciones patológicas.19 La proteína B del surfactante (SP-B) es la más pequeña de las proteínas específicas del surfactante detectables en la circulación. La SP-B desempeña un papel fundamental en la formación y estabilización del surfactante pulmonar y es sintetizada exclusivamente por las células epiteliales alveolares de tipo II, desde las que se secreta a través de su superficie apical hacia los alvéolos, de modo que, en condiciones normales, se mantiene un gradiente líquido de revestimiento epitelial: plasma de >1500:1.20 Sin embargo, en caso de daño de la barrera, se filtran mayores cantidades al torrente sanguíneo. Así, los niveles circulantes de SP-B aumentan de forma aguda en respuesta a la disfunción del VI inducida por el ejercicio, probablemente debido a la disfunción de la barrera resultante de un aumento agudo de las presiones hidrostáticas capilares pulmonares.21 Además, se ha informado de un aumento prolongado de la SP-B circulante tras un edema pulmonar cardiogénico agudo, lo que sugiere un daño continuo de la barrera en estos pacientes.22 Por último, los niveles de SP-B en plasma circulante están relacionados con la difusión de gases alveolares, el rendimiento general del ejercicio y la eficiencia de la ventilación, lo que demuestra una relación entre el daño anatómico y funcional de la barrera alveolo-capilar en los pacientes con IC.23El papel de la lesión pulmonar inflamatoria y oxidativa en el contexto de la insuficiencia cardíaca aguda
La lesión inflamatoria grave del endotelio capilar pulmonar y del epitelio alveolar, que conduce a la disfunción de la barrera y a la formación de edema pulmonar de alta permeabilidad, desempeña un papel fundamental en la fisiopatología de la lesión pulmonar aguda y en su manifestación más grave, el síndrome de dificultad respiratoria aguda (SDRA). Sin embargo, cada vez hay más pruebas que sugieren que la lesión pulmonar hidrostática en el contexto de la ICA está relacionada con la inflamación pulmonar.24 El líquido del edema pulmonar en la ICA tiene mayores concentraciones de neutrófilos,25 citoquinas proinflamatorias,26 y biomarcadores de estrés oxidativo. Además, la disfunción prolongada de la barrera sangre-gas tras el edema pulmonar cardiogénico agudo puede estar relacionada con la inflamación del parénquima pulmonar.22.
La inflamación pulmonar puede formar parte del mecanismo de reparación tras la lesión hidrostática pulmonar. Como ya se ha señalado, el «fallo por estrés» de la barrera sangre-gas puede conducir a una transición progresiva de una forma de baja permeabilidad a una forma de alta permeabilidad del edema pulmonar. El aclaramiento alveolar impulsado por los macrófagos de la proteína precipitada durante la resolución del edema pulmonar puede incitar la actividad inflamatoria, incluida la liberación del factor de necrosis tumoral ¦Á.27, 28.
Por otra parte, la inflamación pulmonar en el entorno de la ICA puede ser una respuesta directa al estrés mecánico de la microcirculación pulmonar. El endotelio pulmonar puede transformar la señal mecánica en una respuesta biológica mediante la inducción de varias vías de señalización intracelular, que pueden dar lugar a un aumento de la producción de citocinas inflamatorias, la activación de macrófagos, la inflamación aguda y la disfunción de la barrera.29 Entre las diversas vías de señalización inducidas por el estrés mecánico de la microcirculación pulmonar, cada vez se presta más atención al papel de las especies reactivas del oxígeno. El estrés oxidativo desempeña un papel importante en el compromiso de la barrera sangre-gas, ya sea por el daño oxidativo directo a los componentes celulares básicos de la barrera o a través de la activación de vías de señalización sensibles al redox que conducen a la apoptosis y la inflamación.29.
La lesión pulmonar inflamatoria y oxidativa puede desempeñar un papel fisiopatológico importante en la descompensación de la IC al dañar aún más la barrera alveolo-capilar y aumentar su permeabilidad. Como consecuencia, el umbral de presión hidrostática capilar pulmonar para la acumulación de líquido pulmonar disminuye. Este parámetro podría explicar la vulnerabilidad de los pacientes con ICA a las recidivas.
Evaluación de las lesiones pulmonares en la insuficiencia cardíaca aguda
La investigación del líquido de revestimiento epitelial puede aportar información útil sobre el daño de la barrera alveolar-capilar en los pacientes con IH, especialmente en lo que respecta a importantes procesos fisiopatológicos como la inflamación y la alteración redox. Hasta ahora, el acceso a este líquido se ha basado en el lavado broncoalveolar, que es una técnica invasiva que requiere broncoscopia y puede influir en los niveles de inflamación de las vías respiratorias. En consecuencia, existe información limitada de un pequeño número de pacientes con edema pulmonar cardiogénico que requieren ventilación mecánica.26, 30 Recientemente, ha aumentado el interés por el muestreo del tracto respiratorio inferior por medios no invasivos, incluyendo la inducción de esputo, la medición del óxido nítrico exhalado y la recogida y el análisis del condensado del aliento exhalado (EBC).
El EBC ha surgido como una herramienta potencial en el estudio del líquido de revestimiento epitelial alveolar. Está formado principalmente por agua con gotas aerosolizadas atrapadas del líquido de revestimiento de las vías respiratorias, así como por compuestos volátiles y no volátiles solubles en agua.31 Su componente principal es el vapor de agua condensado, que representa casi todo el volumen (>99%) del líquido recogido en el EBC.32 La recogida del EBC es sencilla, completamente no invasiva, segura y reproducible. Se lleva a cabo mediante la exhalación tidal en un aparato de condensación refrigerado. Se ha investigado una amplia gama de biomarcadores en el CEB, como el pH, las citocinas, los isoprostanos, los leucotrienos, los óxidos de nitrógeno, los péptidos, la adenosina, los metabolitos del ácido araquidónico, el amoníaco, el peróxido de hidrógeno y el ADN33. En consecuencia, la EBC se ha utilizado cada vez más como herramienta de investigación y clínica en el estudio de la inflamación de las vías respiratorias, el estrés oxidativo y el equilibrio ácido-base en muchas enfermedades pulmonares, como el asma, la enfermedad pulmonar obstructiva crónica, el SDRA, la fibrosis quística, las bronquiectasias y el cáncer de pulmón.34 Con el objetivo de aportar nuevos conocimientos sobre el papel de la lesión pulmonar y la disfunción de la barrera sangre-gas en la ICA, hemos demostrado que durante los episodios de descompensación de la IC la EBC muestra un aumento de los marcadores de actividad inflamatoria y estrés oxidativo de la EBC (datos no publicados).
En conclusión, la congestión pulmonar en la ICA es un proceso fisiopatológico complejo, más allá de la sobrecarga de líquidos y la hemodinámica. La lesión pulmonar inflamatoria y oxidativa que conduce a la disfunción de la barrera sangre-gas parece desempeñar un papel fundamental en la patogénesis del edema pulmonar y puede ser un nuevo objetivo terapéutico. Se necesitan más investigaciones para aclarar si la prevención de la lesión de la barrera en lugar de limitarse a controlar las presiones capilares pulmonares hidrostáticas mejorará el tratamiento y el pronóstico de la ICA.
Conflictos de intereses
No se ha declarado ninguno.