Óxido nítrico inhalado en el síndrome de distrés respiratorio experimental del adulto

Abstract

El síndrome de distrés respiratorio del adulto (SDRA) se caracteriza por una disminución de la compilancia pulmonar, un aumento del shunt derecha-izquierda e hipertensión pulmonar aguda por vasoconstricción pulmonar, dando lugar a una alteración de la relación ventilación-perfusión (V./O) y profunda hipoxemia. El SDRA se puede inducir experimentalmente mediante lavados pulmonares repetidos.

El descubrimiento del factor de relajación derivado del endotelio (EDRF), sU identificación como óxido nítrico (NO) o un compuesto donador de NO y el desarrollo de inhibidores de la enzima óxido nítrico sintetasa (NOS), ha puesto en evidencia un nuevo e importante mecanismo regulador de la circulación sistémica y pulmonar. Además, la reciente observación de que la inhalación del gas NO produce vasodilatación pulmonar sin vasodilatación sistémica, puede proporcionar una nueva estrategia terapéutica en la insuficiencia respiratoria aguda.

El propósito de este estudio fue investigar los efectos del gas NO inhalado y la infusión de N°-nitro L-arginina metil ester (L-NAME), un inhibidor de la NOS, ambos independientemente y combinados en la hemodinámica sistémica y pulmonar e intercambie de gases en un modelo experimental de SORA. Las hipótesis fueron que la inhalación de NO gas produciría vasodilatación selectiva de las regiones pulmonares ventiladas, reduciendo la hipertensión pulmonar y disminuyendo el shunt al mejorar las relaciones V(A)/Q, independientemente del flujo pulmonar: la infusión de L-NAME aumentaría la vasoconstricción pulmonar hipóxica (VPH) mejorando también las relaciones V(A).Q y potenciaría los efectos del NO sobre el intercambio de gases, ya que al aumentar la VPH aumentaría el flujo hacia las zonas ventiladas y vasodilatadas por la inhalación de NO; y dado que el NO activa al enzima guanil ciclasa y produce un aumento de GMPc, responsable de la vasodilatación, los niveles plasmáticos de GMPc deberían aumentar con la inhalación de NO.

Tras aprobación por el Subcomité de Protección de Animales para la Investigación del Hospital General de Massachusetts, se estudiaron 21 ovejas de la raza Suffolk de 30-35 kg., anestesiadas con pentobarbital, intubadas y ventiladas mecánicamente con FlO(2) entre 0,85-0,90. Fueron Instrumentadas para medir: presión arterial sistémica (PAS), presión de arteria pulmonar (PAP), presión venosa central (PVC) y presión de aurícula izquierda (PAI). El gasto cardíaco se medió por termodilución. Se realizaron análisis de gases en sangre arterial y venosa mixta. Las resistencias vasculares sistémicas (RVS), resistencias vasculares pulmonares (RVP) y shunt intrapulmonar o mezcla venosa (Q(VA)/Q(I)) se calcularon mediante fórmulas estándar. Los niveles plasmáticos de GMPc se midieron en sangre arterial y venosa mixta mediante radloinmunoensayo. Se efectuó lavado pulmonar bilateral con una solución de Tween 80 en suero fisiológico a 37°C.

Los animales se estudiaron en dos fases:

1) Estudio preliminar: Se estudió la estabilidad del modelo de lavado, se hizo una curva de dosis-respuesta a diferentes concentraciones de NO y se estudiaron los efectos hemodinámicos y gasométricos de la infusión de L-NAME.

2) Estudio experimental: Se estudiaron en los siguientes tiempos: Basal (BASl), después del lavado pulmonar bilateral (LPB), tras 10 min. de la inhalación de 60 ppm de NO (NO), 10 min. después de interrumpir la inhalación de NO (BAS2), después de la infusión de 30 mg/kg de L-NAME (L-NAME), de nuevo durante 10 min. de la InhalacIón de 60 ppm de NO (L-NAME+NO), 10 min. tras cesar la inhalación de NO (BASJ) y tras la infusión de 1 g/kg de L-Arginina (L-ARG). Todas las mediciones se realizaron a tres niveles de GC excepto en los tiempos BL2, BLJ, L-ARG. La medición del GMPc se realizó también sin manipular el GC.

Todos los valores se expresaron como media±error estándar. Se ha aplicado el test de la T de Student para datos apareados con corrección de Bonferroni, regresión lineal y análisis de la variancia según era conveniente.

Los resultados del estudio preliminar demostraron que tras el lavado pulmonar bilateral se produce una lesión pulmonar caracterizada por hipoxemia severa, aumento del shunt o mezcla venosa, hipertensión pulmonar moderada y aumento de la presión inspiratoria máxima. Todos los cambios permanecieron estables a lo largo del período estudiado de 4 horas. La máxima reducción en la PAP se consiguió respirando entre 30 y 60 ppm de NO, mientras que la inhalación entre 60-120 ppm causó la máxima reducción en la Q(VA)/Q(I). La infusión de L-NAME provocó un aumento en la PAP, las RVS y RVP, y una marcada reducción del GC, así como de la (Q(VA)/Q(I))

En el estudio experimental, la inhalación de NO por un breve periodo de tiempo produjo una rápida disminución de la PAP y de las RVP: no produjo ningún efecto sobre la FAS ni sobre el GC y mejoró la eficacia del intercambio de gases, al aumentar la PAP y reducir el shunt intrapulmonar. La infusión de L-NAME, inhibidor de la síntesis endógena de óxido nítrico, provocó vasoconstricción pulmonar y sistémica y una marcada reducción del GC, sin modificar el intercambio de gases. La inhalación de NO después de la infusión de L-NAME produjo de nuevo una vasodilatación pulmonar selectiva sin vasodilatación sistémica y una mejoría del intercambio de gases al reducir el shunt intrapulmonar, pero su efecto sobre la oxigenación no se potenció por la infusión previa de L-NAME, por lo que la infusión de L-NAME no aumentó la vasoconstricción pulmonar de manera selectiva en las zonas hipóxicas del pulmón. Los efectos hemodinámicos y gasométricos durante la inhalación de NO, tanto antes como después de la infusión de L-NAME, fueron independientes del flujo pulmonar o GC. Mientras que los efectos de la infusión de L-NAME sobre la (Q(VA)/Q(I)) fueron dependientes del flujo pulmonar o GC. Finalmente, solo durante la inhalación de NO hubo liberación de GMPc por el pulmón a la circulación sistémica.

En el presente modelo experimental podemos concluir que la inhalación de NO produce una vasodilatación pulmonar selectiva y una mejoría del intercambio de gases, independientemente del flujo pulmonar o GC y que sus efectos son mediados por el GMPC.

In the present study we examined the effects of inhaling nitric oxide (NO) on pulmonary hemodynamics and gas exchange in an ovine model of adult respiratory distress syndrome (AROS), induced by repeated lung lavages. In addition we investigated in this modal the effects of inhibition endogenous NO synthesis by NG-nitro-Larginine metyl ester (L-NAKE) and the combination with inhaled NO. Because NO activates guanylate cyclase, increasing guanosine 3’-5'- cyclic monophosphate (cGMP) we also we measured cGMP plasma levels. In anesthetized and mechanically ventilated sheep inhaling 60 ppm of NO after lung lavage decreased pulmonary artery pressure and resistance without any systemic hemodynamic effects, increased arterial PaO(2) and decreased venous admixture (Q(VA)/Q(I)). A L-NAME infusion produced pulmonary and systemic vasoconstriction without changes on PaO(2) or (Q(VA)/Q(I)) inhaling NO after L-NAME produced the same hemodynamics and gas exchange effects than inhaling NO alone. The effects on inhaled NO were independent of pulmonary blood flow or cardiac output. During NO inhalation plasma cGMP levels were increased significantly. We concluded that in this experimental model of AROS inhaled NO produced selective pulmonary vasodilatation and improved gas exchange by incressing cGMP concentration in ventilated lung regions and these effects were not potentiated with the inhibition of endogenous NO synthesis.