2021, Número 1
Revisión narrativa sobre los efectos del neumoperitoneo laparoscópico en modelos experimentales con peritonitis
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10.35366/102889
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Idioma: Español
Referencias bibliográficas: 39
Paginas: 14-23
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RESUMEN
El uso de laparoscopía en casos de peritonitis es un tema que ha motivado gran controversia debido a las contradicciones que se encuentran en la literatura acerca de los efectos que puede tener el neumoperitoneo sobre el estado inmunológico, infeccioso y hemodinámico de los sujetos. Con el objetivo de evaluar lo que se sabe en la actualidad sobre este tema, se realizó una revisión narrativa de los últimos 25 años, con 37 publicaciones en modelo animal, referentes a los efectos del neumoperitoneo en peritonitis. Debido a la gran diversidad de resultados, es difícil extraer conclusiones absolutas de estos estudios, pero podemos resumir algunos de los hallazgos más relevantes: el uso de neumoperitoneo puede asociarse a mayor tasa de complicaciones sépticas cuando la peritonitis ha sido prolongada o contiene inóculos bacterianos más abundantes; la combinación de peritonitis con neumoperitoneo dañan el peritoneo parietal, pero no es claro si esto puede favorecer la posibilidad de translocación bacteriana y endotoxemia; a mayor presión de neumoperitoneo se pueden producir cambios hemodinámicos adicionales, tales como la disminución en la perfusión esplácnica o la cardiodepresión, que exacerban los efectos hemodinámicos de la peritonitis; existe evidencia de que los animales con peritonitis sometidos a neumoperitoneo presentan mejor respuesta inflamatoria y más adecuada preservación de su estado inmunológico.INTRODUCCIóN
El progreso y la difusión que han tenido las intervenciones laparoscópicas en los últimos 30 años es indiscutible. Los beneficios de la mínima invasión han demostrado claras ventajas en diversos procedimientos y con el tiempo esto ha fomentado el interés de los cirujanos por aplicar el abordaje laparoscópico en prácticamente todas las áreas de la cirugía abdominal, incluyendo las patologías asociadas con sepsis peritoneal. Sin embargo, en este campo en particular, el uso de la laparoscopía es un tema que ha motivado gran controversia, debido a las contradicciones que se encuentran en la literatura acerca de los efectos que puede tener el neumoperitoneo en sujetos con peritonitis.1 Por una parte, hay artículos que reportan efectos nocivos como el aumento de bacteremia, choque séptico y mortalidad, mientras que otros encuentran menor respuesta inflamatoria sistémica, mejor reserva inmunológica y menos complicaciones sépticas. Desde los cambios metabólicos, fisiológicos y mecánicos provocados por el neumoperitoneo, hasta los efectos en la diseminación sistémica de la infección y las variaciones en la modulación inmunológica, todos son conceptos que han sido estudiados en modelos de experimentación y han generado información muy interesante.
En esta revisión se analizan los resultados de estudios experimentales en modelo animal, que comparan la laparotomía vs laparoscopía en modelos de sepsis abdominal, para valorar en forma crítica lo que hemos aprendido de ellos y cómo podemos aplicar estos conocimientos a la práctica clínica con nuestros pacientes.
MATERIAL Y MéTODOS
Se realizó una búsqueda de artículos médicos, de los últimos 25 años, en idioma inglés, que tuvieran como objetivo estudiar los efectos del neumoperitoneo en animales de experimentación sometidos a peritonitis. A través del sistema electrónico de PubMed, se utilizaron como guías de búsqueda las palabras: peritonitis, laparoscopía, neumoperitoneo, endotoxemia, bacteremia, choque séptico y modelo animal. Se consideraron 37 publicaciones: un artículo de revisión y 36 estudios de investigación clínica. Al ser una revisión narrativa, no se efectuó análisis estadístico de los resultados, sino que se examinaron y compararon las variables reportadas por los investigadores y las conclusiones obtenidas de los diferentes estudios.
DISCUSIóN
Los resultados de las investigaciones sobre los efectos del neumoperitoneo en el estado inmuno-infeccioso de los animales con sepsis abdominal son muy interesantes, y aunque no se pueden extrapolar directamente a los efectos en el humano, sí nos pueden ayudar a comprender lo que podría suceder en pacientes con peritonitis sometidos a procedimientos laparoscópicos. Todos los estudios fueron realizados en modelos animales (ratas, conejos, perros o puercos). La mayoría de ellos utilizaron algún modelo para inducir peritonitis (inóculos bacterianos o fecales, perforación intestinal, etc.) y posteriormente evaluaron diversos parámetros de sepsis (hemocultivos, niveles de citoquinas, cuentas leucocitarias, cambios metabólicos y hemodinámicos, marcadores inmunológicos, etc.) en grupos sometidos a laparotomía comparados con laparoscopía.
En las tablas se resume el resultado de los 36 ensayos clínicos revisados. Catorce reportes concluyeron que el neumoperitoneo produce efectos adversos como el aumento de translocación bacteriana, endotoxemia, choque séptico y cambios ultraestructurales en el peritoneo (Tabla 1). Nueve artículos no pudieron demostrar diferencias significativas provocadas por el neumoperitoneo relacionados a la traslocación bacteriana, endotoxemia, sepsis, formación de abscesos intraabdominales o cambios en el estado hemodinámico de los animales (Tabla 2) y otros 13 demostraron beneficios del neumoperitoneo, con menor respuesta inflamatoria sistémica y mayor conservación de la respuesta inmunológica (Tabla 3). Para efectos de discusión, se analizaron las principales conclusiones de estos informes y se agruparon de acuerdo con cuatro tipos de efectos que puede tener el neumoperitoneo en pacientes con peritonitis:
- 1. Efectos dependientes del tiempo de evolución con peritonitis y la magnitud del inóculo de contaminación.
- 2. Efectos del neumoperitoneo sobre los cambios estructurales del peritoneo parietal.
- 3. Efectos provocados por el pH del bióxido de carbono (CO2) y la presión intraabdominal.
- 4. Efectos sobre la respuesta inflamatoria sistémica y el estado inmunológico.
1. EFECTOS DEL TIEMPO DE EVOLUCIóN Y MAGNITUD DEL INóCULO EN ANIMALES CON PERITONITIS
Bloechle, uno de los autores que más ha publicado sobre este tema, presenta cuatro estudios de gran relevancia. En 1995 evaluó los efectos de la peritonitis por perforación gástrica en ratas sometidas a neumoperitoneo o a laparotomía en intervalos de 6, 9, 12 y 24 horas.2 Encontró que a las 6 y 9 horas de establecida la contaminación peritoneal, no había diferencia entre los grupos. No obstante, a las 12 y 24 horas, el número de hemocultivos y de cultivos peritoneales positivos, así como la severidad de la peritonitis, fueron estadísticamente mayores en los grupos sometidos a neumoperitoneo. En su segunda investigación,5 en un modelo similar con puercos, encontró que a las 6 horas de perforación gástrica no había diferencia entre los grupos, pero a las 12 horas de peritonitis, el grupo de laparoscopía presentó mayores índices de mortalidad, bacteremia, endotoxemia y choque séptico. La conclusión de estos dos primeros estudios fue que después de 12 horas de contaminación peritoneal, el neumoperitoneo favorece el desarrollo de bacteremia, endotoxemia y choque séptico y, por lo tanto, sugiere que se debe tener mayor escrutinio al realizar este abordaje en el humano con peritonitis séptica de varias horas de evolución.
Estos mismos hallazgos han sido reportados por otros autores. En uno de ellos utilizaron inóculos con E. coli y B. fragilis en ratas y encontraron un mayor número de colonias bacterianas en los hemocultivos después de 8 a 16 horas de contaminación en el grupo sometido a neumoperitoneo.10 En un segundo artículo se analizó la diferencia de utilizar neumoperitoneo con CO2 o con óxido nitroso (N2O) y encontró mayor crecimiento bacteriano en el grupo con CO2, lo cual lo lleva a sugerir que el N2O puede ser menos nocivo al limitar el crecimiento de microorganismos anaerobios.12 También existe un estudio que reporta mayores cambios histopatológicos en biopsias hepáticas y en pruebas de función hepática en los animales sometidos a laparoscopía después de 12 horas de sepsis abdominal inducida.14
En cuanto a la magnitud de la contaminación abdominal, existen reportes que han demostrado que a mayor cantidad de inóculo bacteriano, mayor es el efecto de traslocación bacteriana en los animales sometidos a neumoperitoneo,4,6 sugiriendo que la combinación de una carga bacteriana alta con la presencia de CO2 son responsables de este efecto.
2. EFECTOS SOBRE LOS CAMBIOS ESTRUCTURALES DEL PERITONEO
El tercer estudio de Bloechle8 demuestra los efectos de una peritonitis de larga evolución, aunada a los efectos del neumoperitoneo, sobre la ultraestructura del peritoneo parietal. El peritoneo parietal del diafragma funciona como barrera fisiológica que regula el movimiento de líquido y partículas desde la cavidad peritoneal hacia los linfáticos submesoteliales y se ha demostrado que el aumento de la presión intraabdominal incrementa el grado de reabsorción de secreciones a este nivel.38,39 En el análisis con microscopio electrónico del peritoneo diafragmático de ratas sometidas a peritonitis de 12 horas de evolución y neumoperitoneo, se demostró daño importante en la ultraestructura de las microvellosidades y las uniones intracelulares que probablemente favorece a la ruptura de la barrera fisiológica y explique por qué aumenta la traslocación y la endotoxemia en los animales. Es importante mencionar que el grupo control con peritonitis y sin neumoperitoneo también mostró cambios estructurales, pero de menor magnitud.
La conclusión de estas investigaciones es que tanto la laparotomía como la laparoscopía producen cambios en la ultraestructura del peritoneo parietal, pero que éstos ocurren más rápidamente y con mayor intensidad con los efectos del neumoperitoneo. Aunque ninguno de los artículos precisa si estos cambios son secundarios al efecto directo (pH) del CO2 o al del aumento en la presión intraabdominal, la aplicación clínica de estos hallazgos hace suponer que la laparoscopía con bajas presiones de neumoperitoneo, utilizando gases diferentes al CO2 o las técnicas sin gas, sean más recomendables en los pacientes con peritonitis. Esto, sin embargo, no ha sido demostrado en la literatura.
3. EFECTOS PROVOCADOS POR EL PH DEL CO2 Y LA PRESIóN INTRAABDOMINAL
Los resultados en esta serie de artículos son controvertidos. En el último informe de Bloechle,9 por ejemplo, se demuestran efectos adversos adicionales del neumoperitoneo, como el descenso del pH de la mucosa gástrica atribuido a la mayor absorción de CO2 inducida por el neumoperitoneo, así como la producción de mayor isquemia esplácnica secundaria al aumento de la presión intraabdominal. En otros estudios que compararon diferentes presiones de neumoperitoneo y los efectos del CO2 vs helio, se reportó mayor índice de translocación bacteriana en los grupos sometidos a neumoperitoneo, pero no encontraron diferencia en cuanto al tipo de gas utilizado y demostraron que aun con presiones intraabdominales bajas (3 mmHg) el efecto de translocación fue mayor en este grupo.13
Algunos autores han propuesto mecanismos diferentes para la afección asociada al neumoperitoneo ya que, aun sin un estado de peritonitis, se ha encontrado que el aumento de la presión intraabdominal a 15 mmHg durante 60 minutos ocasiona disminución de la perfusión y la actividad metabólica intestinal, así como aumento en la producción de radicales libres de oxígeno y translocación de bacterias intraluminales.3 Así mismo, se han reportado cambios hemodinámicos más acentuados atribuibles al efecto cardiodepresivo provocado por la acidosis del neumoperitoneo.7
Al ver los resultados de los artículos descritos, parece irrevocable la afirmación de que el neumoperitoneo (especialmente con CO2) y el aumento de la presión intraabdominal en animales con peritonitis causan mayor daño que beneficio. Sin embargo, no todas las investigaciones llegan a las mismas conclusiones. A pesar de tener metodología similar en los modelos de sepsis descritos previamente, un estudio encontró menor incidencia de bacteremia en los animales insuflados con helio a las 6 horas de haber sido inoculados con E. coli;11 otro reporte no pudo demostrar mayores efectos metabólicos/hemodinámicos adversos o bacteremia en animales sometidos a 30 minutos de insuflación con CO2;,21 otros dos reportaron que no hubo diferencia estadísticamente significativa en el desarrollo de bacteremia o endotoxemia en conejos inoculados con E.coli;16,19 otro tampoco pudo demostrar diferencia en el número de hemocultivos positivos en ratas con perforación del íleon terminal comparando los grupos de laparotomía contra los de laparoscopía;17 uno más demostró que el neumoperitoneo no aumenta el índice de bacteremia o de formación de abscesos intraabdominales;18 uno comparó la efectividad de un lavado de cavidad abierto contra uno laparoscópico en puercos con peritonitis inducida por inóculo y no encontró cambios significativos en el estado hemodinámico de los grupos;20 otro no encontró diferencias en cuanto a bacteremia o infección en un modelo animal de peritonitis sometidos a laparotomía contra laparoscopía, ambos grupos, además, expuestos a los efectos de ventilación positiva (PEEP);23 y por último, uno concluyó que el neumoperitoneo no empeora la bacteremia o los estados metabólico y hemodinámico en perros con peritonitis.
Con estos resultados, es difícil concluir si el CO2 o el aumento de la presión intraabdominal en realidad tienen efectos nocivos directos en los animales con peritonitis. Aun así, una recomendación para su aplicación en humanos podría ser el usar presiones de neumoperitoneo bajas durante el menor tiempo posible y en algunos casos evitar el CO2 utilizando otros gases o incluso técnicas sin gas.
4. EFECTOS DEL NEUMOPERITONEO SOBRE LA RESPUESTA INFLAMATORIA SISTéMICA Y EL ESTADO INMUNOLóGICO
Los 13 estudios que reportan beneficios del neumoperitoneo en asociación con peritonitis se basaron principalmente en los efectos sobre la respuesta inflamatoria e inmunológica de los animales. Algunas de las variables estudiadas fueron: cuenta leucocitaria, proteína C reactiva (PCR), niveles de citoquinas (interleucinas [IL]), niveles del factor de necrosis tumoral (FNT), patrones gasométricos y otros marcadores de modulación inmunológica.
Pitombo,31 por ejemplo, evaluó la migración leucocitaria y los cambios en FNT , IL-6 e IL-10 y demostró que los animales sometidos a laparotomía tuvieron respuesta inflamatoria más intensa y mayor índice de mortalidad que los sometidos a los efectos del neumoperitoneo. Araújo, Hanly, Targarona y Balagué27,30,32,33 demostraron que el neumoperitoneo con CO2 favorece la respuesta inmunológica debido a menor producción de citoquinas intraperitoneales, menor elevación de leucocitos y disminución de los efectos clínicos de la sepsis.
Collet26 analizó las consecuencias de la peritonitis sobre el estrés fisiológico e inmunológico y encontró que los sistemas de defensa fueron mejor preservados por los animales sometidos a laparoscopía. La expresión de antígenos sistémicos y locales clase II, así como la actividad del FNT, fue mayor en el grupo de cirugía abierta y el resultado global de la respuesta inflamatoria fue más eficiente en los sometidos a laparoscopía.
Clary22 encontró que aunque el neumoperitoneo induce mayor hipercapnia, acidemia e hipertensión transoperatoria, no fue posible demostrar diferencia en el estado inmunológico (niveles de PCR, leucocitos y FNT) de los grupos considerados. Otros dos trabajos evaluaron tanto el efecto del neumoperitoneo como el de la realización de lavado de cavidad abdominal (laparoscópico contra abierto) y encontraron menor secuestro de granulocitos en el tejido pulmonar de los animales sometidos a laparoscopía29 y menor incidencia de bacteremia,28 lo cual refleja los beneficios del lavado peritoneal laparoscópico con mejor respuesta metabólica al trauma quirúrgico, aun en condiciones sépticas. En otra publicación,25 se demostró mejor preservación de la respuesta de hipersensibilidad tardía en ratas sometidas a laparoscopía y aunque este modelo no incluyó la peritonitis como variable, hacemos referencia a ella porque también las series clínicas han demostrado el beneficio inmunológico de la laparoscopía sobre la cirugía abierta y, por lo tanto, toma relevancia en el análisis global de este tema.
Estudios más recientes con medición de marcadores más específicos de inflamación e inmunidad, han demostrado que el neumoperitoneo con CO2 disminuye la carga bacteriana del peritoneo, eleva la expresión de β arrestina 2, bloquea la expresión de HMGB 1 (high mobility group box 1) (ambos reguladores de inflamación y sistemas inmunológicos) y reduce la expresión de mieloperoxidasa en el hígado, pulmón y riñones, reflejando un efecto aparentemente protector del neumoperitoneo en los animales.37 También se ha descrito efecto protector y mejor modulación de la respuesta inmunológica en ratas sometidas a neumoperitoneo con CO2, comparado contra helio o laparotomía.34 Otro estudio encontró que el neumoperitoneo provocó menor respuesta inflamatoria y menor afectación al sistema inmunológico, así como más rápida recuperación de los animales.35
A diferencia de lo descrito previamente en relación con el pH, se ha reportado que la acidificación del peritoneo, provocada por el neumoperitoneo con CO2, aumenta los niveles de IL-10 y reduce los de FNT alfa. El grado de acidificación correlacionó con el grado de reducción de la inflamación, sugiriendo que el efecto protector del neumoperitoneo se debe a este cambio en el pH peritoneal.36 Un modelo de pancreatitis necrosante infectada en ratas no mostró mayor liberación de citoquinas o translocación bacteriana en animales sometidos a neumoperitoneo.24 Finalmente, un reporte sobre diferentes presiones y tiempos de neumoperitoneo con CO2 mostraron que el uso de presiones de 10 mmHg (comparado con presiones de 15 mmHg) redujo la severidad de la sepsis (manifestada por presencia de bacteremia, resultados de biometría, procalcitonina y PCR) y ayudó a prolongar la supervivencia, independientemente de la duración de la exposición al CO2.15
Esta revisión tiene la limitación de no incluir series clínicas o resultados en humanos. Lo encontrado en los modelos animales no se puede generalizar a la práctica clínica de nuestros pacientes, pero nos brinda información importante que debemos tomar en cuenta al atender casos con sepsis abdominal por vía laparoscópica. Por razones éticas, no es posible realizar estudios de esta naturaleza en humanos y, por lo tanto, es importante revisar los resultados de las series clínicas de laparoscopía en sepsis abdominal para establecer criterios más apropiados.
CONCLUSIóN
Los hallazgos de las series experimentales en modelo animal que se analizaron en esta revisión resultan muy contradictorios, y por lo tanto difíciles para extraer conclusiones absolutas. Aunque la metodología de la mayoría de ellas fue adecuada, existe gran heterogeneidad entre las variables estudiadas y resulta delicado extrapolar los resultados y conclusiones a los casos de peritonitis en el humano. Pese a todo, podemos resumir algunos de los descubrimientos más relevantes en los siguientes puntos:
- 1. El uso de neumoperitoneo puede asociarse con mayor tasa de complicaciones sépticas cuando la peritonitis ha sido prolongada (más de 12 horas) o contiene inóculos bacterianos más abundantes.
- 2. Tanto la peritonitis como los efectos del neumoperitoneo pueden provocar daño estructural en el peritoneo parietal, pero no hay suficiente evidencia para sustentar que esto favorezca la posibilidad de translocación bacteriana y endotoxemia.
- 3. A mayor presión de neumoperitoneo, se pueden producir cambios que exacerban los efectos hemodinámicos de la peritonitis, por ejemplo, la disminución en la perfusión esplácnica o la cardiodepresión.
- 4. Existe evidencia de que los animales con peritonitis sometidos a neumoperitoneo presentan menor respuesta inflamatoria sistémica y más adecuada preservación de su estado inmunológico.
REFERENCIAS (EN ESTE ARTÍCULO)
AFILIACIONES
1 Hospital Ángeles Lomas. México.
CORRESPONDENCIA
Dr. Denzil Garteiz-Martínez. E-mail: denzilgarteiz@yahoo.comRecibido: 25/09/2021. Aceptado: 07/10/2021.