MÉTODO

Se realizó una revisión narrativa, con búsqueda no sistemática de artículos relevantes en español e inglés utilizando las palabras clave calorimetría indirecta, cuidados críticos, soporte nutricional y metabolismo energético. Las bases de datos consultadas fueron Medline, PubMed, Scielo, BVS, Redalyc, Latindex y Google académico; incluyendo los manuscritos publicados en los últimos 15 años.

ANÁLISIS Y DISCUSIÓN

El gasto energético total (GET) diario en una persona sana corresponde a la suma de tres componentes: el gasto energético basal (energía necesaria para que el corazón lata, el diafragma se contraiga, se sinteticen y excreten hormonas y jugos intestinales, etc.), la termogénesis inducida por la dieta (energía necesaria para ingerir, degradar y absorber los alimentos) y la actividad física desarrollada. La suma del gasto energético basal (GEB) más la termogénesis, se denomina gasto energético en reposo (GER)(7-12). En el paciente en estado crítico se considera que la actividad física desarrollada por el individuo será reemplazada por la severidad de la enfermedad que lo aqueja (por ejemplo, postoperatorio agudo o electivo, sepsis, trauma, quemadura, etc.)(8,9,11), como se muestra en la Figura 2. Un factor que actualmente debe ser tomado en cuenta como generador de mayor GET es la terapia física a la que es sometido el paciente en estado crítico (incluso estando en ventilación mecánica) y en cuya medición deberemos tener en cuenta, la frecuencia de la terapia física a la que es sometido el paciente y si esta es pasiva o activa.

Los macronutrientes (carbohidratos, proteínas y lípidos) son la principal fuente de energía orgánica y cada uno de estos macronutrientes necesita ser oxidado lo que genera un consumo de oxígeno (VO2) para proporcionar energía (Kcal) y producción de dióxido de carbono (VCO2); la cantidad de oxígeno consumido por cada gramo de macronutriente, así como la cantidad de dióxido de carbono y kilocalorías que produce ese gramo, pueden verse detallados en la Tabla 2(9).

Figura 2. Componentes del gasto energético total en 24 horas (GET) de una persona sana (a la izquierda) y de una persona enferma (a la derecha). El GE en reposo se mantiene igual para ambos, pero en la persona enferma la actividad es reemplazada por la severidad de la enfermedad o disminuirá en casos de inanición (por ejemplo, la anorexia patológica). Termog: Termogénesis. SCT: Superficie corporal total. Modificado de: José Luis Pereira Cunill y Manuela Garrido Vázquez(26). Interpretación de la Calorimetría Indirecta. Disponible en: https://es.slideshare.net/jlpc1962/interpretacion-de-la-calorimetra-indirecta.

Tabla 2. Metabolismo oxidativo de los macronutrientes (adaptado de Marino, et al(9))

VO2 (L / g): Consumo de oxígeno en litros por cada gramo. VCO2 (L / g): Producción de dióxido de carbono en litros por cada gramo.
Kcal / g: Kilocalorías generadas por la oxidación de cada gramo. CR: Cociente respiratorio.

ORIGEN Y TIPOS DE CALORIMETRÍA

Como lo describen Heymsfield et al.(7) en una revisión histórica sobre el recambio energético humano, la asociación empírica del calor y el mantenimiento de la vitalidad tuvo sus inicios en la época de Hipócrates y su “teoría de los 4 humores”. Posteriormente, Robert Boyle tras colocar un ratón y una vela en un frasco sellado y ver la forma como el ratón expiró y la vela se apagó casi al mismo tiempo, estableció una equivalencia de vida y fuego como procesos de combustión y concluyó que se necesitaba un elemento en el aire para mantener la respiración y la combustión. Ahora sabemos que ese componente es el oxígeno. Casi un siglo después, Lavoisier identificó que los seres vivos después de consumir oxígeno producían de manera proporcional calor y una nueva sustancia, que ahora sabemos que es el dióxido de carbono. Basándose en la 1ª Ley de la Termodinámica de von Mayer: “la energía no se puede crear ni destruir” y en que “la oxidación de los alimentos es la principal fuente de energía para los seres vivos”, se inició la búsqueda de instrumentos que puedan medir el calor generado por un ser viviente en situaciones de reposo o actividad física (Figura 3).

Entre los instrumentos que nos permiten medir el GE del ser humano tenemos la calorimetría directa, considerada como el método más preciso para determinar el GER(8,11,13). Consiste en colocar a la persona dentro de una cámara aislada y sellada, donde se cuantifica el calor generado por el individuo a través de los cambios de temperatura del aire y el agua que ingresan y salen de la cámara (Figura 3). Lamentablemente, es un método costoso, que requiere un equipo complejo y no es práctico, en el caso de pacientes en estado crítico, por lo que en la actualidad su principal uso es en investigación(8,11,13).

Figura 3. La calorimetría directa mide el gasto energético a través del calor generado, mientras que la calorimetría indirecta lo hace a través de la medición de la concentración de oxígeno que se consume (VO2) y del dióxido de carbono que se produce (VCO2)(11).

Una alternativa a la calorimetría directa es la CI, la cual usa la medición de la concentración de oxígeno y de dióxido de carbono para, a través de ecuaciones matemáticas, calcular el gasto energético. La CI puede ser circulatoria o ventilatoria(8,13).

La CI circulatoria, calcula el gasto energético usando la saturación de oxígeno arterial y la saturación de dióxido de carbono de la sangre venosa mixta (obtenida por un catéter en la arteria pulmonar), y aplicando la ecuación de Fick(8,13):

GE = GC x Hb (SaO2 – SvO2) x 95,18

GE: Gasto energético. GC: Gasto cardiaco (obtenido por termodilución). Hb: Hemoglobina. SaO2: Saturación arterial de oxígeno. SvO2: Saturación venosa mixta de oxígeno.

A pesar de ser un método prometedor, en el paciente en estado crítico su exactitud disminuye, debido a que son pacientes hemodinámicamente inestables y con patología pulmonar frecuente, además de ser un método invasivo, realiza dicha medición en un solo momento (el de la toma de muestra de gases sanguíneos y del gasto cardiaco) (8,13).

La CI ventilatoria, que es motivo de la presente revisión y en adelante nos referiremos exclusivamente a ella, es un método que se basa en el cálculo del GER a través de la fórmula de Weir, donde se mide el VO2, la VCO2 y la pérdida urinaria de nitrógeno (Nu)(6,8-14):

GE (Kcal/día) = [3,94 (VO2 mL/min) +
1,11 (VCO2 mL/min)] 1,44 – 2,17 (Nu g/d)

Como la proporción de GE obtenido por la Nu es menor a 4 % – 5 % del GE total, se puede omitir la inclusión de este parámetro en el cálculo final (ecuación de Weir simplificada)(9-11):

GE (Kcal/día) = [3,94 (VO2 mL/min) +
1,11 (VCO2 mL/min)] 1,44

Adicionalmente, la CI permite calcular el Cociente Respiratorio (CR) que es la relación existente entre la VCO2 / VO2; donde un metabolismo equilibrado estará entre los rangos de 0,7 a 1,10; mientras que un valor
< 0,7 significa lipólisis y un valor > 1,10 indica lipogénesis por exceso de carbohidratos, como se puede apreciar en la Tabla 2(8-15).

Existen factores fisiopatológicos del paciente y algunos medicamentos administrados que pueden aumentar o disminuir el GE al momento de realizar la CI, los mismos que se encuentran resumidos en la Tabla 1 y deben ser tomados en cuenta a la hora de hacer la medición(8,15); así mismo se deben considerar los factores técnicos que especifique el fabricante del equipo de CI(8,10,11). Es por lo antes mencionado que se propone una lista de chequeo con los requisitos que deben cumplirse, en su totalidad, antes de hacer la medición como se puede apreciar en la Tabla 3.

Tabla 3. Lista de chequeo de los requisitos que deben cumplirse para realizar la calorimetría indirecta utilizada en el Hospital Víctor Lazarte Echegaray del Perú

TRR: Terapia de reemplazo renal. VO2: Consumo de oxígeno. VCO2: Producción de dióxido de carbono.

Entre los pacientes de la UCI que se beneficiarían de la realización de la CI consideramos las indicaciones propuestas por Mtaweh et al.(11), la American Association for Respiratory Care(14) y Delsoglio et al.(15), las cuales son: pacientes con morfología alterada (amputados, obesos, edematosos), pacientes con estrés metabólico severo (sepsis, pancreatitis grave, trauma multisistémico, gran quemado), gestantes, pacientes con signos clínicos de pobre o sobre nutrición (retiro difícil) y pacientes con inadecuada respuesta a las ecuaciones predictivas (sin mejoría de parámetros bioquímicos). Por otro lado, la CI debe ser evitada en pacientes con las siguientes contraindicaciones: con fuga endotraqueal o en el circuito ventilatorio, pacientes con fístula broncopleural, con presión positiva al final de la espiración (PEEP) > 12 mmHg y pacientes que requieren una fracción inspiratoria de oxígeno (FiO2) > 0,6 (8,11,13-15).

A continuación, se enumeran los requisitos previos a la realización de la CI y la duración de la medición(8,10-15):

1. Condiciones y preparación del calorímetro

• Fase de calentamiento o puesta a punto, calibración del neumotacógrafo y los analizadores de gas a 21 % (oxígeno ambiental)

2. Preparación del paciente y condiciones

• Paciente en reposo decúbito supino por 30 minutos antes del estudio
• Que hayan pasado 2 horas de la última ingesta o del cese de la nutrición artificial
• En pacientes con nutrición continua no modificar ritmo o composición de la nutrición durante las 12 horas previas
• Ambiente con temperatura aproximada de 25°C
• No modificar los parámetros ventilatorios por lo menos 90 minutos antes
• La fracción inspiratoria de oxígeno debe mantenerse constante durante todo el estudio
• Optimizar la sedoanalgesia por lo menos 30 minutos antes del estudio
• Si necesita usar drogas vasopresoras o inotrópicos, mantener la misma dosis hasta mínimo 2 horas antes del estudio
• No haber recibido anestesia general por lo menos 6 - 8 horas, ni hemodiálisis al menos 3 - 4 horas, ni procedimiento doloroso al menos una hora antes
• Los cuidados de enfermería y de rutina deben suspenderse durante el estudio
• Las mediciones durante el estado de equilibrio son representativas de las 24 horas; se considera “equilibrio” cuando en 5 minutos las variaciones del VO2 y VCO2 son < 10 % y los cambios de CR son < 5 %.

3. Duración de la medición

• La calorimetría debe realizarse en aproximadamente 30 minutos y se puede realizar 1 o 2 veces al día, siempre y cuando la ejecución del estudio no interfiera con el tratamiento intensivo requerido por el paciente en estado crítico.

Oshima et al.(8) recomiendan realizar la primera medición a partir del 3er – 4to día de ser admitido en la UCI (idealmente, cuando esté compensado), luego se puede repetir cada 2 a 3 días durante su estancia en la UCI o repetir antes en caso de que surjan cambios en las condiciones del paciente o de la enfermedad que lo aqueja.

El registro de la medición debe hacerse en un formato que permita ver de forma panorámica los factores que pueden estar afectando los resultados obtenidos al momento de comparar su evolución. La Figura 4, muestra el formato usado para este fin en el Hospital Víctor Lazarte Echegaray del Perú.

Figura 4. Formato de registro de las mediciones por calorimetría indirecta utilizada en el Hospital Víctor Lazarte Echegaray de Perú. Incluye los parámetros clínicos, nutricionales, farmacológicos y ventilatorios al momento de realizar la medición, los que ayudarán a interpretar las variaciones en los resultados obtenidos en el contexto clínico del momento en que se realizó el estudio.

INTERPRETACIÓN

La interpretación debe hacerse teniendo en cuenta el estado fisiopatológico del paciente al momento de realizar la medición y los medicamentos recibidos. Mtaweh et al.(11) proponen una tabla en la que describe los resultados obtenidos en el VO2, la VCO2 y el CR, así como las combinaciones de estos resultados y las posibles causas de las diferentes variaciones de las mediciones encontradas (Tabla 4).

Tabla 4. Interpretación de los resultados de la calorimetría indirecta(11)

VO2: Consumo de oxígeno. VCO2: Producción de dióxido de carbono. CR: Cociente respiratorio.

EVIDENCIA ACTUAL

La Sociedad Americana de Nutrición Parenteral y Enteral (American Society for Parenteral and Enteral Nutrition, ASPEN) en su guía para medir y proveer soporte nutricional en el adulto en estado crítico publicada en el año 2016(2); sugiere calcular el GE en el paciente en condición crítica por medio de la CI, cuando el instrumento esté disponible y en ausencia de factores que afecten su exactitud. Así mismo, y basados en una opinión de expertos, ante la falta de CI, sugieren el uso de ecuaciones predictivas (EP) basadas en el peso (25 - 30 Kcal / Kg /día) para determinar el GE. Sin embargo, la validación de las diferentes EP usando la CI como estándar de oro no ha dado buenos resultados. Zusman et al.(16) intentaron validar las EP más comúnmente usadas (25 Kcal / kg / día, Harris-Benedict con y sin factor de corrección, Penn State University, Ireton-Jones, Faisy, Mifflin-St. Jeor y Jolliet) en 1440 pacientes encontrando que el nivel de precisión de las ecuaciones no superó 50 % en los pacientes de cuidados intensivos.

A fines del año 2018, Heyland & Stoppe(17) realizaron una actualización de su revisión sistémica sobre el uso de la CI versus las EP en nutrición enteral (NE), sin encontrar estudios recientes que modifiquen su postura al respecto; concluyen que en pacientes quemados(18) el uso de la CI comparada con la EP de Curreri en la guía de la NE, no ha tenido efecto sobre la mortalidad; pero cuando la CI es usada como guía de la NE suplementada con nutrición parenteral (NP), en pacientes en estado crítico ventilados(19), ha conseguido disminuir la mortalidad hospitalaria, aunque estos resultados se asociaron a mayor tasa de infecciones, de estancia en la UCI y de duración de la ventilación mecánica.

La Sociedad Europea de Nutrición Clínica y Metabolismo (European Society for Clinical Nutrition and Metabolism, ESPEN) en su guía de Nutrición Clínica en la Unidad de Cuidados Intensivos(3) recomienda, con un consenso fuerte, que para el paciente en estado crítico en ventilación mecánica se debe usar la CI para determinar el GE. Pero, si la CI no está disponible, por consenso recomiendan que se calcule el GE con el VO2 obtenido a través del catéter de arteria pulmonar o usar la VCO2 obtenida del ventilador mecánico que disponga de esta medición(20), antes que usar las EP para tener una mejor evaluación del GE. Así mismo, en el caso del paciente obeso en estado crítico recomienda como una buena práctica y por consenso que el aporte energético debe ser guiado por la CI, y si la CI no está disponible, el aporte debe basarse en el peso corporal ajustado.

Las recomendaciones hechas por la ASPEN(2) y ESPEN(3) sobre la CI, se basan en el resultado del estudio TICACOS (Tight calorie control study)(19) y a resultados de metaanálisis que han encontrado escasa correlación de las EP con la CI.

El estudio TICACOS(19) fue un ensayo randomizado, controlado, no ciego, en pacientes con ventilación mecánica de un hospital en Israel que buscó determinar si el soporte nutricional guiado por CI mejoraba los resultados clínicos cuando es comparado con una EP (25 Kcal / kg / día), para llegar a los objetivos nutricionales determinados se usó NE y NP complementaria de ser necesario. El aporte calórico, proteico y el balance energético diarios fueron mayores en los pacientes guiados por CI. La mortalidad hospitalaria, después de una análisis por intención de tratar, tuvo una tendencia a ser menor en el grupo de CI, sin llegar a ser significativa (32,3 % versus 47,7 %; p = 0,058); pero en cuanto a la mortalidad hospitalaria, por protocolo recibido, si se evidenció una reducción significativa (28,5 % versus 48,2 %; p = 0,023). Por otro lado, los pacientes del grupo de CI tuvieron mayor número de días en ventilación mecánica (16,1 ± 14,7 días versus 10,5 ± 8,3 días; p = 0,03), mayor estancia en la UCI (17,2 ± 14,6 días versus 11,7 ± 8,4 días; p = 0,04) y una tendencia a mayores casos de neumonía asociada al ventilador (27,7 % versus 13,8 %; p = 0,08).

Heidegger et al.(21) realizaron en ensayo, randomizado y controlado en 305 pacientes ventilados en dos unidades de cuidados intensivos en Suiza, eran pacientes que al tercer día de estancia en la UCI no habían alcanzado 60 % de su requerimiento energético calculado por EP. A partir del tercer día, los pacientes fueron randomizados en dos grupos, el grupo de estudio recibió NE más NP complementaria para alcanzar su requerimiento energético, el que ahora era calculado por CI, y el grupo de pacientes control que continuó con NE teniendo como objetivo energético el cálculo hecho por la EP. El periodo de intervención fue del 4º al 8º día y luego se hizo el seguimiento desde el 9º hasta el 28º día. Los autores encontraron que el aporte calórico fue mayor en el grupo de NP complementaria guiado por CI versus NE guiado por EP durante el periodo de la intervención (28 Kcal / kg / día versus 20 Kcal / kg / día); entre el 9º y 28º días, el grupo de NP complementaria tuvo menos tasa de infección nosocomial que el de NE (27 % versus 38 %; p = 0,034), no se encontraron diferencias en otros resultados clínicos como los días de estancia, días en ventilación mecánica, tasa de mortalidad e hiperglucemia.

Allingstrup et al.(22) realizaron un ensayo randomizado, estratificado, con grupo paralelo en 199 pacientes ventilados mecánicamente en un hospital danés para determinar si la nutrición temprana dirigida a objetivos medidos por CI y la excreción de urea en orina de 24 horas mejoraban la calidad de vida física a los 6 meses de seguimiento, comparada con la nutrición estándar (25 Kcal / kg / día). Es importante mencionar que en este estudio se excluyeron pacientes con índice de masa corporal < 17 Kg / m2 y los que al parecer estaban desnutridos. Por otro lado, mientras que los pacientes del grupo CI iniciaban NP complementaria desde el primer día para alcanzar los objetivos, los pacientes del grupo estándar lo hicieron a partir del 7º día si no se lograba el objetivo nutricional establecido. A pesar de que el grupo CI recibió más aporte calórico - proteico y tuvieron menos déficit calórico - proteico que el grupo estándar, no se encontró diferencia entre los dos grupos respecto a la calidad de vida física, la tasa de mortalidad, la estancia hospitalaria y las complicaciones infecciosas.

En la Tabla 5 se presenta un cuadro resumen comparativo de algunas características de los 3 estudios antes mencionados(19,21,22) con la finalidad de ver lo heterogéneo de la población, de la metodología empleada y los resultados obtenidos. En ninguno de los tres estudios, los autores hacen referencia al estado o riesgo nutricional basal, e incluso en un estudio(22) se excluyeron pacientes con malnutrición. Si bien la evidencia actual puede ser contradictoria por los estudios analizados(23-25); la CI es el único método actualmente accesible y que puede ser usado con mayor confiabilidad en los pacientes en estado crítico(1,25). Esta herramienta clínica nos permite tener un parámetro objetivo de GE individualizado, monitorizar las variaciones que se pueden presentar en la evolución de la enfermedad crítica y nos ayudará al ajuste del aporte calórico de forma personalizada(1,25). Su empleo en las unidades de cuidados críticos es necesario para la realización de ensayos randomizados controlados con la potencia estadística adecuada que nos proporcione nuevas luces de su utilidad(25).

Tabla 5. Comparación de las características clínicas de ensayos randomizados controlados donde la calorimetría indirecta guía los requerimientos energéticos en pacientes en estado crítico y se compara con las ecuaciones predictivas

UCI: Unidad de cuidados intensivos. GE: Gasto energético. CI: Calorimetría indirecta. EP: Ecuación predictiva. NP: Nutrición parenteral.

PERSPECTIVAS

Rattanachaiwong & Singer(4) realizaron una revisión narrativa sobre la utilidad que puede tener la CI con una Prueba en el Sitio de Atención (Point of Care Testing o POCT). Una POCT es una prueba de diagnóstico clínico aplicado en el lecho del paciente cuyos resultados afectan la toma de decisiones terapéuticas de manera rápida; por ejemplo, la pulsioximetría, la capnografía, y la glucometría, entre otras. Los autores concluyeron que la CI, no solo es útil para medir el GE de forma puntual, sino que también sirve como guía del soporte metabólico en las diferentes etapas de la enfermedad – recuperación – agravamiento; por ejemplo, evaluando el grado de estrés generado por el daño tisular en pacientes postoperados, evitando la baja nutrición y la sobre nutrición en los pacientes en estado crítico. También puede ser útil, en pacientes no críticos con enfermedades crónicas, como herramienta de monitoreo que permita el diagnóstico precoz de intercurrencias, mala evolución y establecer el pronóstico; por ejemplo, la asociación de los resultados en la medición del GE con el pronóstico y sobrevida de pacientes con neoplasias malignas, cirrosis hepática, falla renal pacientes geriátricos.

Por otro lado, Gupta et al.(10) describen el uso de la CI en una serie de estudios metabólicos donde se ha analizado la patogénesis de la obesidad, la influencia del polimorfismo genético en las enfermedades metabólicas y el papel de las intervenciones dietéticas con diferentes tipos de macronutrientes.

RECOMENDACIONES

Difundir los conocimientos básicos y aplicados de la CI, para así entender su relevancia clínica en el diagnóstico, manejo y monitoreo del estado metabólico del paciente en estado crítico.

CONCLUSIÓN

La calorimetría indirecta a pesar de los resultados contradictorios de algunos ensayos clínicos randomizados y controlados, continúa siendo una herramienta útil, confiable y accesible para el manejo nutricional de los pacientes en estado crítico. Esta herramienta ayuda a realizar un manejo dirigido a objetivos, reajuste nutricional de acuerdo con la evolución clínica de forma individualizada y de esta manera evitaría la sub o sobre nutrición con los resultados adversos relacionados con ellas.

Financiamiento

El presente estudio no tuvo financiación.

Conflicto de intereses

El autor declara no tener conflicto de intereses.

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