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Vol. 54. Núm. 9.
Páginas 455-459 (Septiembre 2018)
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Vol. 54. Núm. 9.
Páginas 455-459 (Septiembre 2018)
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DOI: 10.1016/j.arbres.2018.03.023
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Respuesta a la hipercapnia en pacientes con síndrome obesidad-hipoventilación en tratamiento con ventilación no invasiva en domicilio
Hypercapnia Response in Patients with Obesity-Hypoventilation Syndrome Treated with Non-Invasive Ventilation at Home
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Ramón Fernández Álvarez
Autor para correspondencia
enelllano@gmail.com

Autor para correspondencia.
, Gemma Rubinos Cuadrado, Ines Ruiz Alvarez, Tamara Hermida Valverde, Marta Iscar Urrutia, María José Vázquez Lopez, Pere Casan Clara
Servicio de Neumología, Área de Pulmón, Hospital Universitario Central de Asturias, Oviedo, España
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Figuras (2)
Tablas (2)
Tabla 1. Valores iniciales y tras 6 meses de tratamiento con VNI
Tabla 2. Comparaciones entre los grupos RO, RS y control en patrón ventilatorio y p01/pEtCO2. Comparaciones entre los grupos RO, RS en parametría del ventilador y monitorización con BIS
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Resumen
Introducción

En la patogenia del síndrome de obesidad-hipoventilación (SOH) se ha postulado una disfunción del centro respiratorio, que muchas veces precisa la utilización de ventilación no invasiva (VNI) en domicilio para el tratamiento. Nuestro objetivo fue medir el efecto de la VNI en la función del CR en pacientes con SOH y los factores que lo determinan.

Métodos

Con un diseño prospectivo de mediciones repetidas se estudió la respuesta a la hipercapnia (RHC) midiendo la pendiente de la relación p01/pEtCO2 en situación basal y tras 6meses de tratamiento con VNI en un grupo de pacientes con SOH. Previamente en un grupo control se estableció un umbral en 0,22cmH2O/mmHg para diferenciar la respuesta óptima (RO) de la respuesta subóptima (RSO) del CR.

Resultados

Se incluyeron 36 casos, 19 varones (52%), de 65 (DE: 9) años de edad; un 63% de ellos tenían un p01/pEtCO2 por debajo del valor de referencia. El valor basal de p01/pEtCO2 fue de 0,17 (DE: 0,14) cmH2O/mmHg y tras 6meses de VNI fue de 0,30 (DE: 0,22) cmH2O/mmHg (p=0,011). Tras 6meses de tratamiento con VNI, 12 casos (33%) mantienen una función deprimida de su CR.

Conclusión

Un 63% de los pacientes con SOH mostraron disfunción de su CR. La aplicación de VNI mejora la función del CR, aunque no en todos los casos.

Palabras clave:
Obesidad-hipoventilación
Ventilación no invasiva
Respuesta a la hipercapnia
Apnea del sueño
Centro respiratorio
Abstract
Introduction

Respiratory center (RC) dysfunction has been implicated in the pathogenesis of obesity-hypoventilation syndrome (OHS), and often requires treatment with home non-invasive ventilation (NIV). Our objective was to measure the effect of NIV on RC function in patients with OHS, and the factors that determine such an effect.

Methods

We performed a prospective, repeated measures study to evaluate hypercapnia response (HR) by determining the p01/pEtCO2 ratio slope at baseline and after 6months of treatment with NIV in a group of OHS patients. A threshold of 0.22cmH2O/mmHg had previously been established in a control group, in order to differentiate optimal RC response from suboptimal RC response.

Results

A total of 36 cases were included, 19 men (52%) aged 65 (SD 9) years, 63% of whom had p01/pEtCO2 below the reference value. Baseline p01/pEtCO2 was 0.17 (SD: 0.14) cmH2O/mmHg and, after 6 months of NIV, 0.30 (SD: 0.22) cmH2O/mmHg (p=0.011). After 6months of treatment with NIV, depressed RC function persisted in 12 cases (33%).

Conclusion

In total, 63% of OHS patients had RC dysfunction. The application of NIV improves RC function but not in all cases.

Keywords:
Obesity-hypoventilation
Non-invasive ventilation
Hypercapnia response
Sleep apnea
Respiratory center
Texto completo
Introducción

El síndrome de obesidad-hipoventilación (SOH) se define con la combinación de obesidad, hipercapnia diurna y trastorno ventilatorio nocturno no explicable por otras causas1,2. Es una patología cuya frecuencia va en aumento en nuestro medio, y en muchas ocasiones precisa tratamiento con ventilación no invasiva (VNI) en domicilio, siendo en la actualidad una de las entidades que con más frecuencia condiciona el empleo de este tratamiento3,4.

Se ha postulado que la patogenia del SOH tiene carácter multifactorial con participación de factores mecánicos y humorales, y junto a ellos la presencia de alteraciones en el control de la respiración y la incapacidad del centro respiratorio (CR) para responder de forma adecuada a los aumentos en la PaCO21,2,5,6. Sin embargo, no está aclarado el papel que cada uno de estos factores podría tener en la aparición de esta entidad.

El impulso generado por el CR se determina midiendo la presión en boca en los primeros 100ms de la inspiración (P01). En sujetos normales se incrementa la P01 según aumenta la paCO2, mientras que en sujetos con SOH la respuesta de la P01 se mantiene disminuida6.

En el momento actual, es escasa tanto la información sobre la utilidad clínica de esta exploración como sobre la evolución de la respuesta del CR en los pacientes tratados con VNI. Nuestra hipótesis es que el estudio del CR en pacientes con SOH permitirá detectar su disfunción y medir el impacto de la VNI sobre su funcionamiento. Nuestro objetivo fue determinar la disfunción del CR en pacientes con SOH, medir el efecto de la VNI sobre ella y analizar los posibles factores que la determinan.

Material y métodos

Con un diseño prospectivo de mediciones repetidas, se incluyeron consecutivamente pacientes diagnosticados de SOH entre marzo de 2014 y marzo de 2016. Se define SOH como asociacion de: obesidad con índice de masa corporal igual o superior a 30kg/m2 y pCO2diurna mayor de 45mmHg, excluidos los casos que presentaran causas alternativas de hipoventilación alveolar. De cada paciente se obtuvieron las variables de: edad, sexo, índice de masa corporal (IMC), FEV1 (porcentaje respecto al teórico), índice de apnea-hipopnea (IAH), porcentaje de tiempo nocturno con SpO2<90% (T90), valores diurnos de PaO2, PaCO2 y HCO3, patrón ventilatorio: volumen corriente (VC), tiempo inspiratorio (Ti), tiempo total de cada ciclo (Ttot) y relación Ti/Ttot. Todos los pacientes se trataron con VNI en modo ST con equipos S9 VPAP ST (ResMed) y fueron adaptados hasta obtener confort y normalización en sus cifras de PCO2 y T90. Se recogió la parametría pautada (IPAP, EPAP y frecuencia respiratoria), la frecuencia se programó en 2 respiraciones por debajo del valor de frecuencia respiratoria espontánea medida en el proceso de adaptación.

Se realizó seguimiento de los pacientes en VNI con determinación a los 6 meses de gasometría arterial, pulsioximetría nocturna en domicilio (PND) con VNI y análisis de software del ventilador (BIS) donde se objetivó: el cumplimiento del tratamiento (media de horas/día),el IAH residual (eventos/hora), la frecuencia respiratoria en VNI con el porcentaje de respiraciones espontáneas y la fuga (percentil 95 en l/min). Se excluyeron los pacientes no cumplidores (menos de 4h/día de media de utilización), los que precisaron oxigenoterapia suplementaria, los que hubieran tenido exacerbaciones en el mes previo y los que, tras 6meses de tratamiento con VNI, tuvieron una PaCO2 diurna superior a 46mmHg y/o un T90 superior al 30%.

El patrón ventilatorio se determinó midiendo la p01, tiempo inspiratorio (Ti), tiempo total (Ttot), relación Ti/Ttot y volumen corriente (VC) utilizando el dispositivo Hyp’Air compact + Muscle Study (Medisoft). El CR se estudió con respuesta a la hipercapnia por reinhalación según modificación del método descrito por Read7 utilizando el equipo Hyp’Air compact +Muscle Study midiendo la presión de oclusión en los primeros 100ms de la inspiración (p01) mientras que el paciente respira una mezcla hiperóxica con CO2 al 7%, y realizando oclusiones hasta una pEtCO2 final de 70mmHg. Los resultados se muestran como la pendiente de la recta de regresión a mínimos cuadrados resultante de p01/pEtCO2 en cm de H2O/mmHg.

También se estudió el patrón ventilatorio y respuesta a la hipercapnia en un grupo de 27controles ajustados por edad. Se tomó como valor de referencia de p01/pEtCO2 el percentil 25 del obtenido, que fue 0,22cmH2O/mmHg. Utilizando este valor como punto de corte, se dividió a los pacientes en dos grupos: cuando fue igual o superior a 0,22cmH2O/mmHg se consideró respuesta óptima del CR (RO), y subóptima (RS) en caso contrario.

Las variables cuantitativas se presentan como media (DE) y las cualitativas como porcentajes. Las comparaciones entre variables cuantitativas se establecieron entre los grupos RO y RS y entre los valores iniciales y finales mediante comparación de medias para datos independientes y apareados (t de Student); para variables cualitativas se utilizó chi cuadrado. El estudio fue aprobado por el Comité de Ética e Investigación de nuestro centro, y se obtuvo consentimiento informado por escrito en todos los pacientes incluidos en el estudio.

Resultados

Se valoraron 51 casos y cumplieron los criterios de inclusión 36 (70%), 19 varones (52%) de 65 (DE: 9) años de edad. El valor medio inicial de p01/pEtCO2 fue de 0,17 (0,14) cmH2O/mmHg y tras 6 meses de VNI fue 0,30 (0,22) cmH2O/mmHg (p=0,011). Inicialmente 23 casos (63%) tenían p01/pEtCO2 inferior al valor de referencia: 0,11 (0,05) cmH2O/mmHg y 13 por encima: 0,33 (0,12) cmH2O/mmHg (p=0,005). Tras tratamiento, 12 casos (33%) mantenían respuesta subóptima del CR. En la tabla 1 se muestran las características clínicas, funcionales y la respuesta terapéutica en la serie completa. En la figura 1 se muestra la evolución de los valores de p01/pEtCO2 en cada caso.

Tabla 1.

Valores iniciales y tras 6 meses de tratamiento con VNI

  Inicial  Tras VNI
(6 meses) 
IMC  43,6 (8,5)  43,3 (8,6)  Ns 
pCO2 diurna (mmHg)  54 (3,8)  41,7 (2,2)  < 0,0001 
HCO3 inicial (mequiv/l)  27,4 (0,6)  24,4 (1,1)  0,012 
P01 (cmH2O)  2,7 (1,7)  2,7 (1,6)  Ns 
Volumen corriente (ml)  745 (27)  753 (30)  Ns 
Ti (seg)  1,2 (0,37)  1,19 (0,31)  Ns 
Ttot (seg)  2,6 (1,1)  2,4 (0,9)  Ns 
Ti/Ttot  0,5 (0,3)  0,58 (0,18)  Ns 
IAH  40 (21)  4,3 (3,1)  0,0001 
T90 (%)  84,3 (12)  13,3 (9)  0,0001 
P01/pEtCO2 (cmH2O/mmHg)  0,17 (0,14)  0,30 (0,2)  0,011 

IAH: índice de apnea-hipopnea; IMC: índice de masa corporal; Ti: tiempo inspiratorio; Ttot: tiempo total de ciclo; T90: tiempo nocturno con SpO2<90%.

Figura 1.

Comportamiento del valor p01/pEtCO2 en situación inicial y tras 6 meses de tratamiento. A)Grupo de respuesta óptima que inicialmente mostró valores de p01/pEtCO2>0,22cmH2O/mmHg. B)Grupo de respuesta óptima que inicialmente mostró valores de p01/pEtCO2<0,22cmH2O/mmHg. C)Grupo de respuesta subóptima.

(0,34MB).

Si comparamos el grupo RO frente al grupo de RS, en la valoración pre-tratamiento solo hay diferencias significativas en p01/pEtCO2 e IAH, que son inferiores en el grupo de RS. Tras tratamiento, el grupo de RO mostró un volumen corriente más alto, una frecuencia respiratoria programada más baja y un porcentaje de ciclos iniciados por el paciente significativamente superior. No hubo diferencias significativas en los parámetros del ventilador ni en el cumplimiento horario o el nivel de la fuga (tabla 2). Ningún caso incluido inicialmente en el grupo de RO pasó al grupo RS en la segunda determinación.

Tabla 2.

Comparaciones entre los grupos RO, RS y control en patrón ventilatorio y p01/pEtCO2. Comparaciones entre los grupos RO, RS en parametría del ventilador y monitorización con BIS

  Grupo RO (n=24)  Grupo RS (n=12)  Control (n=27) 
Edad (años)  65 (12)  65(6)  60 (8)  NS 
IMC (gg/m2)  43,5 (7,5)  41 (8,5)  34 (6)  Ns 
IMC a los 6 meses (kg/m2)  43 (7)  41 (9)    Ns 
pCO2diurna inicial (mmHg)  55 (3,8)  52,6 (4,2)    Ns 
pCO2diurna tras 6 meses VNI (mmHg)  41 (2,1)  43,4 (2)    Ns 
HCO3inicial (mequiv/l)  28,9 (2)  27,7 (0,5)    Ns 
HCO36 meses VNI (mequiv/l)  26,1 (1,6)  26,3 (1,2)    NS 
IAH (eventos/hora en poligrafía)  46,5 (25)  27 (18)    0,023 
T90 inicial (%) en poligrafía  79,8 (23)  73 (19)    Ns 
T90 tras 6 meses VNI (%) (pulsioximetría)  8 (6)  15 (10)    Ns 
Patrón ventilatorio
P01 inicial (cmH2O)  3 (2)  2,1 (0,9)  1,5 (0,8)  Ns 
P01 6 meses VNI (cmH2O)  2,9 (1,5)  2,3 (1,8)    Ns 
Volumen corriente (ml)  770 (30)  690 (24)  1001 (0,4)  Ns 
Volumen corriente 6 meses VNI (ml)  850 (35)
 
600 (19)    0,013 
Ti (seg)  1,22 (0,4)  1,29 (0,3)  1,8 (0,8)  Ns 
Ti 6 meses VNI (seg)  1,18 (0,1)  1,23 (0,3)    Ns 
Ttot (seg)  2,6 (1,1)  2,3 (0,9)  3,17 (0,8)  Ns 
Ttot 6 meses VNI (seg)  2,16 (0,6)  2,15 (0,7)    NS 
Ti/Ttot  0,5 (0,1)  0,67 (0,4)  0,57 (0,21)  Ns 
Ti/Ttot VNI (6 meses)  0,6 (0,1)  0,5 (0,2)    Ns 
FEV1 (% del teórico)  60 (15)  62,6 (17)    Ns 
FVC (% del teórico)  69 (11)  70 (12)    Ns 
FEV1/FVC  74 (3)  79 (8)    Ns 
Parámetros del ventilador
IPAP (cm H2O)  18 (3)  19 (3)    Ns 
EPAP(cm H2O)  9,5 (1,4)  8,6 (1,8)    Ns 
PS (cm H2O)  8,2 (2,3)  9,1 (2,3)    Ns 
Frecuencia respiratoria programada (resp/min)  13,2 (3)  15,1 (2)    0,047 
Datos de build in software
Porcentaje frecuencia respiratoria espontanea  71,5 (25)  45 (30)    0,040 
Cumplimiento medio (horas/día)  6,5 (1,8)  6,4 (1,9)    Ns 
Fuga Percentil 95 (l/min)  19 (16)  22 (15)    Ns 
IAH 6 meses en VNI (eventos/hora en BIS)  4,1 (3,1)  2,6 (1,2)    Ns 
P01/pEtCO2
P01/pEtCO2 inicial cmH2O/mmHg  0,21 (0,17)  0,11(0,04)    0,038 
P01/pEtCO2 tras VNI cmH2O/mmHg  0,41 (0,21)  0,14 (0,05)  0,43 (0,3)  < 0,001 

EPAP: presión espiratoria; IAH: índice de apnea-hipopnea; IMC: índice de masa corporal; IPAP: presión inspiratoria; PS: presión de soporte; RO: respuesta óptima; RS: respuesta subóptima; Ti: tiempo inspiratorio; Ttot: tiempo total de ciclo; T90: tiempo nocturno con SpO2<90%.

Discusión

En nuestra serie de pacientes con SOH detectamos en un 63% de los casos una disfunción de su CR respecto a individuos sanos. La efectividad del tratamiento con VNI mejoró la pCO2 diurna y la oxigenación nocturna, así como la respuesta a la hipercapnia del CR. El hallazgo más relevante de nuestro estudio es que hemos detectado tres tipos distintos de pacientes con SOH según la función de su CR. Por una parte, un grupo con función próxima al valor de referencia, y por otra, pacientes con función significativamente disminuida. En este último grupo habría un subgrupo que mantienen cierta disfunción a pesar del tratamiento efectivo con VNI, y otros que la recuperarían hasta valores de normalidad. Estos hallazgos no han sido descritos previamente.

Estudios previos han descrito alteración funcional en el CR. Así, Lin8, con metodología similar a la nuestra, mostró recuperación funcional en 6 pacientes con SAHS e hipercapnia en tratamiento con CPAP desde p01/pEtCO2 de 0,005 hasta 0,30cmH2O/KPa. Han et al.6, en 10 casos similares, demuestran mejoría tras 6 semanas de tratamiento con CPAP desde 0,23 hasta 0,51cmH2O/mmHg. Ambos estudios concluyen que la recuperación de la actividad de CR es completa con el tratamiento. Elliot et al.9 estudiaron 8 casos con EPOC e insuficiencia respiratoria-hipercapnia tratados con VNI, demostrando asociación entre la mejoría en la hipercapnia y la mejoría de la función del CR en una parte de ellos.

En nuestro estudio hemos incluido una serie más amplia de pacientes y de mayor gravedad, con valores medios de pCO2 e IAH superiores, y hemos observado que incluso considerando periodos de seguimiento de 6 meses no se produce esta recuperación del CR en todos los casos, manteniéndose un subgrupo de pacientes con valores bajos de p01/pEtCO2 que podría traducir una alteración más permanente del CR.

Desde el punto de vista del tratamiento, la parametría ventilatoria utilizada en el grupo de RO y de RS solo fue diferente en frecuencia respiratoria: 2 respiraciones/min inferior en el grupo de RO. En los datos obtenidos en el BIS no hubo diferencias significativas en cumplimiento, en el valor de la fuga medida o en el IAH residual; sin embargo, los pacientes del grupo RS tienen tendencia a que sus ciclos sean iniciados por el ventilador en un porcentaje mayor de ocasiones a los del grupo RO, lo que podría explicarse por la menor actividad del CR, que facilitaría que se dejaran «capturar» por la frecuencia de rescate del ventilador.

En las características iniciales de los pacientes no hubo diferencias significativas entre ambos grupos en el momento inicial en su patrón ventilatorio, FEV1, PCO2, HCO3 ni T90. Solamente el IAH fue muy superior en el grupo de RO, y este hallazgo puede indicar que los casos con un SAHS más grave presentan una menor hipoventilación y menor disfunción del CR; esta idea es sugerida por Pierce y Brown1, que dividen la gravedad de los pacientes con SOH en dos categorías según haya un OSA significativo asociado o no lo haya. Por otra parte, la VNI pudo haber modificado en cierta medida el patrón ventilatorio, ya que aunque a los 6meses de tratamiento no hay diferencias en Ti, Tot o p01, el grupo de RO mostraba una PCO2 ligeramente inferior y un VC superior al grupo de RS.

Hay poca experiencia en la literatura para establecer un valor de normalidad en p01/pEtCO2. En un trabajo realizado en pacientes sometidos a anestesia se establecía como margen de normalidad valores entre 0,17-0,62cmH2O/mmHg10. En nuestro estudio hemos medido el patrón ventilatorio y la respuesta a la hipercapnia en un grupo de 27 controles, y se tomó como valor de referencia de p01/pEtCO2 el percentil 25 del obtenido, que fue de 0,22cmH2O/mmHg. Aunque no hay datos en la bibliografía que relacionen la respuesta a la hipercapnia con el sexo o el IMC de los individuos, y nuestro grupo control no ha sido ajustado por estas dos variables, queremos remarcar que en estudios previos con metodología similar los pacientes con disfunción del CR presentan cifras de p01/pEtCO2 entre 0,027-0,24cmH2O/mmHg y los controles entre 0,15-0,42cmH2O/mmHg6,10,11. Nuestros resultados son similares a ellos y el valor umbral propuesto está muy próximo a las cifras referidas, si bien nuestra serie aporta un número sustancialmente mayor de casos. Como la experiencia sobre este aspecto es aún limitada, pensamos que la ubicación del valor umbral habría de ser tomada como punto de partida y ser precisada en futuros estudios. Además, nuestro análisis se ha centrado en discriminar pacientes con RO frente a RS; sin embargo, como se puede ver en la figura 1C, hay pacientes que han tenido cierta respuesta al tratamiento con VNI dentro del grupo de RS y otros que no han mostrado cambios en p01/pEtCO2 en el grupo de RO (fig. 1A), pero en el estudio actual no hemos analizado este comportamiento.

Por otra parte, la respuesta del CR podría medirse empleando otros parámetros como la frecuencia respiratoria o el volumen corriente, como se hizo en el estudio de Read y de otros autores7,11. Sin embargo, estos parámetros podrían estar influidos por las resistencias del aparato respiratorio o alteraciones en la musculatura respiratoria, de forma que el empleo de la p01 proporciona una información más fiable sobre la actividad del CR12,13. Queremos destacar que un 37% de los casos no mostraron disfunción relevante de su CR. Podemos explicar esta circunstancia atendiendo a las diversas posibilidades patogénicas que esta entidad presenta2; probablemente el SOH en este subgrupo de casos está relacionado con factores distintos a la función del CR que en nuestro estudio no hemos explorado. También queremos incidir en que nuestros resultados podrían proporcionar datos que permitieran tomar decisiones en el tratamiento de pacientes con SOH (ventilación no invasiva vs CPAPn) adecuando los tratamientos de forma más individualizada.

Como limitación de nuestro estudio podemos citar: no haber realizado estimación de la muestra necesaria, si bien esta serie es la más amplia hasta la actualidad, y tampoco se han incluido estudios de capnografía nocturna, con lo que se podrían haber detectado casos de tratamiento ventilatorio sobóptimo que explicarían una menor respuesta a la hipercapnia en algunos pacientes, por lo que el grupo de RSO podría estar ligeramente sobreestimado.

Finalmente, es necesario precisar algunos aspectos de relevancia: por una parte hemos utilizado la cifra de 4h/día para diferenciar pacientes cumplidores de no cumplidores; aunque se trata de un valor arbitrario, ha sido usado por otros autores como valor de referencia14. Por otra parte, hemos detectado un consumo de distintos psicofármacos en un 30% de nuestra serie, y aunque este factor podría influir en la función del CR, en nuestra serie no encontramos diferencias en los valores de p01/pEtCO2 inicial y final entre consumidores y no consumidores.

En conclusión, hay un subgrupo de pacientes con SOH que muestran un CR con actividad deprimida a pesar de un tratamiento efectivo con VNI. Son pacientes caracterizados por tener un SAHS moderado-leve, un patrón ventilatorio con una frecuencia respiratoria y un volumen corriente inferiores, y mayor tendencia a ser «capturados» por la frecuencia de rescate del ventilador. Medir la función del CR en el SOH añade un nuevo parámetro a la valoración de estos pacientes: podría permitir discriminar distintos grupos, progresar en la individualización de la modalidad terapéutica y ayudar en la toma de decisiones durante el seguimiento de los pacientes con SOH en VNI para plantear cambios o discontinuar tratamientos.

Conflicto de intereses

Los autores declaran no tener ningún conflicto de intereses.

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