La neopterina y biopterina, subproductos de reacciones redox, son cofactores en la producción de óxido nítrico. Hipótesis: La neopterina y biopterina plasmáticas sufren evolución diferente durante los primeros días de una enfermedad crítica en pediatría.
MétodosEstudio prospectivo observacional monocéntrico en pacientes de 7 días-14 años ingresados en UCIP con criterios de SRIS. Se recogieron, al ingreso y a las 24 h, los niveles de neopterina y biopterina, otros reactantes de fase aguda y datos clínicos.
ResultadosSe analizó a 28 pacientes, el 78,9% varones, de 5,04 años (RIQ 1,47-10,26), con PRISM II 2,0% (RIQ 1,1-5,0), ventilación mecánica (VM) en 90% (36,8% >24 h), duración de VM de 6,0 h (RIQ 3,7-102,0), ingreso en UCIP de 5,0 días (RIQ 2,7-18,7), media de VIS máximo de 0 (RIQ 0-14). La neopterina inicial fue de 2,3±1,2 nmol/l y a las 24 h de 2,3±1,4 nmol/l. La biopterina basal fue 1,3±0,5 nmol/l y a las 24h 1,4±0,4 nmol/l. La neopterina fue significativamente mayor en estancia >6 días (p = 0,02), VM>24h (p = 0,023) y con complicaciones (p = 0,05). La neopterina se correlaciona de forma directa con la duración de VM (rho = 0,6; p = 0,011), la estancia en UCIP (rho = 0,75; p < 0,0001) y el VIS (rho = 0,73; p = 0,001). Adicionalmente, la biopterina se correlaciona directamente con el PRISM (rho = 0,61; p = 0,008) y la cifra de leucocitos (rho = 0,88; p = 0,002).
DiscusiónExiste un ascenso de neopterina con mayor estancia, mayor VIS, VM más duradera y aparición de complicaciones, lo que refleja una activación del sistema inmune celular en los más graves.
Neopterin and biopterin are sub-products of redox reactions, which act as cofactors of enzymes responsible for nitric oxide production. The hypothesis is presented that plasma neopterin and biopterin evolve differently during the first days in a critically ill child.
MethodsA single-centre prospective observational study was conducted on patients 7 days to 14 years admitted to our Paediatric Intensive Care Unit (PICU) and that met Systemic inflammatory response syndrome (SIRS) criteria. Neopterin and biopterin levels, as well as other acute phase reactants, were collected at admission and at 24 h.
ResultsA total of 28 patients were included, of which 78.9% were male, The median age was 5.04 years (interquartile range [IQR] 1.47-10.26), and PRISM II 2.0% (IQR 1.1-5.0). Mechanical ventilation (MV) was used in 90% of patients, with a median duration of 6.0 hrs (IQR 3.7-102.0). The median length of stay in PICU was 5.0 days (IQR 2.7-18.7), maximum VIS mean of 0 (IQR 0-14). Baseline neopterin level was 2.3±1.2 nmol/l and at 24 h it was 2.3±1.4 nmol/l. Baseline biopterin was 1.3±0.5 nmol/l and 1.4±0.4 nmol/l at 24 h. Neopterin levels were significantly higher in patients with PICU length of stay > 6 days (P=.02), patients who needed MV >24 h (P=.023), and those who developed complications (P=.05). Neopterin correlates directly and is statistically significant with the duration of MV (rho=.6, P=.011), PICU length of stay (rho=.75, P<.0001), and VIS (rho=.73, P=.001). Additionally, biopterin directly correlates with the PRISM (rho=.61, P=.008).
DiscussionThere is a higher neopterin level when there is a longer PICU stay, higher VIS score, longer time on MV, and occurrence of complications, indicating the involvement of an activation of the cellular immune system.
Se ha demostrado que en situaciones de respuesta inflamatoria sistémica (SRIS) hay un aumento en la actividad de la NOS inducible calcio-independiente1,2. En las 2últimas décadas, varias revisiones sistemáticas han presentado datos convincentes sobre el papel de marcadores de inflamación sistémica bien conocidos3–6, tales como la proteína C reactiva (PCR), el amiloide sérico A, la interleucina-6 (IL-6) y las metaloproteinasas de matriz, entre otras, como marcadores de SRIS.
La activación macrofágica es un marcador de inflamación crónica latente en las paredes arteriales que muy probablemente resulta de la interacción entre los macrófagos y las lipoproteínas oxidadas. Los macrófagos activados son la fuente más importante de citocinas proinflamatorias como la IL-1-β y el TNF-α, y contribuyen a la progresión e inestabilidad de las placas ateroscleróticas. La activación de macrófagos por el interferón-γ liberado por células T activadas va acompañada de la liberación de 2-amino-4-oxo-6 (D-eritro-1’,2’,3’-trihidroxipropil)-dihidropteridina (D-eritro-neopterina).
Por consiguiente, la producción de neopterina estaría estrechamente relacionada con la activación de la inmunidad celular7. La función biológica de la neopterina no ha sido totalmente esclarecida: está asociada a la síntesis de óxido nítrico y a la formación de metabolitos reactivos de oxígeno, y podría ser tóxica para los microorganismos8. La elevación de la neopterina se ha asociado al daño endotelial, enfermedades neoplásicas e inflamatorias y al riesgo de complicaciones sépticas.
La monitorización de la neopterina ha demostrado ser útil en el seguimiento de condiciones patológicas asociadas a la activación de la inmunidad celular9, como neoplasias, enfermedades autoinmunes, trasplantes de órganos, inmunodeficiencias congénitas y sida10. En algunas publicaciones su elevación se asocia a la presencia de infecciones virales y bacterianas. La mayoría de esos estudios se realizaron en un número reducido de individuos.
La neopterina también se considera un biomarcador de la inestabilidad de la placa ateroesclerótica en las arterias coronarias y carótidas11. Este producto biológico liberado por macrófagos activados actúa como un prooxidante. Por tanto, la neopterina juega un papel fundamental en el proceso inflamatorio y la fisiopatología del proceso aterogénico, así como en la muerte celular12.
El objetivo de este trabajo es determinar la correlación entre los niveles plasmáticos de neopterina y biopterina y la gravedad y el grado de SRIS.
Pacientes y métodosEstudio prospectivo observacional monocéntrico en pacientes ingresados en la Unidad de Cuidados Intensivos Pediátrica (UCIP) entre noviembre de 2014 y febrero de 2015 que cumplían los criterios de admisión: edad de 7 días a 14 años, criterios de SRIS y consentimiento informado firmado. Los criterios de exclusión fueron: resección intestinal, radioterapia abdominal, inflamación o necrosis intestinal (enterocolitis, mucositis…), desarrollo de hipertensión pulmonar y edad inferior a 7 días. Los niveles plasmáticos de neopterina y biopterina se midieron en el Centro de Diagnóstico de Enfermedades Moleculares (CEDEM, Universidad Autónoma de Madrid), utilizando como referencia de normalidad los niveles de niños sanos no ingresados, sin enfermedad conocida y sin infección activa en el mes previo, según los datos del CEDEM.
Se consideró la presencia de SRIS si se cumplían 2o más de las siguientes condiciones13:
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Temperatura corporal>38°C o <36°C.
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Taquicardia:
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Niños <5 años: frecuencia cardiaca (FC) > 180/min.
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Niños>5 años: FC > 150/min.
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Taquipnea:
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Lactantes: frecuencia respiratoria (FR) > 60/min.
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Niños: FR > 50/min.
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PaCO2 < 32mmHg.
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Leucocitos:>12.000/cm3, <4.000/cm3 o >10% de formas inmaduras.
Se revisaron los datos clínicos (duración de estancia en la UCIP, duración de ventilación mecánica, soporte vasoactivo evaluado por medio del índice inotrópico-vasoactivo [vasoactive-inotropic score —VIS—) y valores analíticos [leucocitos, ácido úrico, PCR, procalcitonina —PCT—, albúmina, lactato, neopterina y biopterina). Para la determinación de neopterina y biopterina, se recogieron muestras de sangre en papel de filtro SyS 903, que se analizaron en el momento por medio de cromatografía líquida de alta resolución, y se realizaron 2determinaciones por muestra para evaluar la variabilidad del test. Las muestras de sangre en papel se conservaron congeladas a −20°C, en ambiente seco y protegidas de la luz. Las muestras para la determinación de otros reactantes de fase aguda se recogieron al ingreso, a las 24 h y a los 3 días.
El riesgo pediátrico de mortalidad (PRISM) es una escala de predicción desarrollada para establecer los parámetros fisiológicos requeridos para evaluar el riesgo de mortalidad en la UCIP y para obtener una ponderación objetiva de las variables analizadas. Los resultados se ajustaron por edad (meses) y se expresaron como porcentaje (riesgo de mortalidad). La gravedad de la disfunción respiratoria se evaluó por medio de la relación PaO2/FiO2. Se recogieron la dosis y tiempos de administración de dopamina, dobutamina, adrenalina, noradrenalina, milrinona y vasopresina durante las primeras 48 h. En nuestro análisis, el VIS se calculó según lo descrito por Gaies et al.14.
Consideramos que había disfunción neurológica al encontrar lesiones cerebrovasculares (prueba de imagen) o si la saturación cerebral de oxígeno descendía un 20% o más de la saturación basal durante 15 s (desaturación cerebral). Se estableció la necesidad de una estancia de una semana o más en cuidados intensivos como un marcador de morbilidad. Se definió la disfunción pulmonar como un coeficiente PaO2/FiO2 inferior a 300 y la disfunción renal como un nivel plasmático de creatinina elevado más de un 20% con respecto al basal. La evolución se consideró desfavorable cuando el paciente desarrolló disfunción pulmonar, renal, hemodinámica (que requería tratamiento con 2o más agentes vasoactivos) o neurológica (epilepsia o accidente cerebrovascular) o acabó falleciendo. Así, los pacientes se dividieron en 2grupos (evolución favorable y evolución desfavorable).
Se obtuvo el consentimiento informado de los padres de todos los sujetos. El estudio fue aprobado por el Comité de Ética de la Investigación del Centro Provincial de Málaga. Se llevó a cabo un análisis descriptivo, expresando las variables continuas como mediana y rango intercuartílico (RIQ) y las variables categóricas como frecuencias y porcentajes. La comparación entre grupos de variables con distribución normal y varianza homogénea se realizó mediante la t de Student para muestras independientes. Para variables que no pasaron las pruebas de normalidad y de homogeneidad de varianzas, la comparación se hizo mediante la prueba U de Mann-Whitney. La comparación de las medias de los pacientes de los grupos favorable, desfavorable y de control se realizó por medio de ANOVA. La correlación entre variables se evaluó mediante la ρ de Spearman. Se estableció un nivel de significación estadística para 2 colas de p<0,05.
ResultadosLa selección inicial incluyó a 108 pacientes; 37 fueron excluidos por no cumplir los criterios de inclusión; quedaron un total de 71, de los que finalmente se incluyó a 28 en el estudio (fig. 1).
Se acabó incluyendo a 28 pacientes: el 78,9% eran varones, el 25% menores de un año de edad, y la edad mediana era de 5,04 meses (RIQ: 1,47-10,26). El PRISM II en las primeras 24 h de ingreso fue 2,0% (RIQ: 1,1-5,0), la duración promedio de la estancia en la UCIP fue de 5,0 días (RIQ: 2,7-18,7), con 10 pacientes ingresados más de 6 días. La ventilación mecánica se utilizó en el 90,2% de los pacientes ingresados, con una duración mediana de 6,0 h (RIQ: 3,7-102,0), superando las 24 h en tan solo 9 pacientes (32%); se administraron agentes vasoactivos en el 33,3%, con un VIS máximo medio de 7,33±11,5 (mediana: 0; RIQ: 0-14). Las principales causas de ingreso fueron cirugía cardíaca (39%), neurocirugía (18%), insuficiencia respiratoria (14%), sepsis (4%) y otras (25%). Hubo 6 pacientes que desarrollaron complicaciones. La inestabilidad hemodinámica fue la complicación más frecuente (21%), seguida de la dificultad respiratoria (18%), disfunción renal (11%) y disfunción neurológica (3,5%). Dos pacientes fallecieron durante el seguimiento.
El análisis de la PCR en muestras recogidas a las 0h, 24h y al tercer día (fig. 2) mostró un aumento estadísticamente significativo de la PCR durante los 3primeros días. En cuanto a la PCT, su elevación alcanzó el nivel máximo a las 24h. Los resultados del lactato y el ácido úrico se muestran en la figura 3, sin encontrar una diferencia significativa entre las muestras.
La neopterina (fig. 4) en las primeras horas del ingreso fue de 2,3±1,2 y de 2,3±1,4 nmol/l a las 24 h, ambas dentro del rango normal (0,7-3,8 nmol/l). La biopterina basal fue de 1,3±0,5 y de 1,4±0,4 nmol/l a las 24h (rango normal: 0,6-1,5 nmol/l).
El nivel de neopterina fue significativamente mayor en pacientes con estancias>6 días (p=0,02), que recibieron ventilación mecánica durante más de 24h (p=0,023) y con complicaciones (p=0,05). La neopterina se correlacionaba directamente (fig. 5) con la duración de la ventilación mecánica (rho=0,6; p=0,011), la estancia en la UCIP (rho=0,75; p<0,0001) y el VIS máximo (rho=0,73; p=0,001). Asimismo, la biopterina se correlacionaba directamente con la puntuación PRISM (rho=0,61; p=0,008) y la cifra de leucocitos (rho=0,88; p=0,002). No se encontró correlación con los niveles observados de PCR, PCT, lactato ni ácido úrico.
En la comparación de pacientes con evolución favorable y desfavorable, los niveles basales de neopterina fueron similares (2,21±1,22 vs. 2,8±1,25), no obstante, con una diferencia significativa a las 24 h (2,0±0,98 vs. 3,83±2,77; p=0,049).
Hubo una clara diferencia entre los pacientes en postoperatorio de cirugía cardiovascular (niveles más altos de neopterina y biopterina tanto basales como de 24h) y el resto de los ingresos (tabla 1).
Con una neopterina basal de 2,3 nmol/l, la odds ratio para una estancia prolongada fue de 13,3 (1,05-26,6); con una neopterina basal de 2,8 nmol/l la odds ratio para complicaciones fue de 8 (2,1-23,2) y con una neopterina de 24h de 2,35 nmol/l fue de 13 (1,9-28,7).
DiscusiónEn el presente estudio, las concentraciones de PCR y PCT cambiaron durante los 3primeros días de ingreso. No obstante, las concentraciones empezaron a subir en las primeras 6 h de postoperatorio, alcanzaron el máximo a las 24h para la PCT y a los 3 días para la PCR, tal y como se ha descrito en otros estudios5,6,15.
El estudio se centró en el papel que desempeña la neopterina en el SRIS en pacientes pediátricos. Al contrario que en otros estudios, nuestros resultados mostraron concentraciones plasmáticas similares de este marcador en comparación con los niveles normales proporcionados por el laboratorio11,16; aun así, los niveles fueron más altos en pacientes con estancias más largas en la UCIP, ventilación mecánica más prolongada y mayor necesidad de agentes inotrópicos. Estos resultados sirven para resaltar el proceso de activación macrofágica en pacientes ingresados en la UCIP.
Encontramos diferencias altamente significativas entre pacientes cardiovasculares y no cardiovasculares en cada día evaluado durante el período de observación, de forma similar a lo publicado previamente17. Este hallazgo podría estar relacionado con un aumento del estrés oxidativo causado por una baja perfusión crónica6. Por otro lado, pacientes con la misma presentación clínica de base pero con niveles de neopterina inferiores medidos en el mismo momento tuvieron un VIS menor. Además de un aumento sostenido, los pacientes con peor evolución mostraron niveles de neopterina significativamente mayores a las 24h. Hace años que se sabe que el bypass cardiopulmonar se asocia a una respuesta inflamatoria generalizada. Se cree que la exposición de células sanguíneas y plasma a membranas artificiales y la activación de distintos tipos de células en contexto de isquemia-reperfusión tienen un papel importante en el desarrollo de esta respuesta inflamatoria generalizada14. Las moléculas de adhesión solubles liberadas en la sangre se consideran marcadores de la activación celular y reflejan la extensión de la inflamación y el daño endotelial.
No se pudo establecer una asociación con los parámetros diagnósticos de SRIS: PCR, PCT, ácido úrico o lactato. La inducción de estos parámetros también es multifactorial, y puede producirse a causa de infección, inflamación sistémica grave, disfunción de órganos, daño tisular y muchas otras etiologías. Algunos estudios han encontrado un valor diagnóstico limitado en la identificación de etiologías infecciosas en pacientes críticos tanto para la PCT como para la PCR18. Varias publicaciones indican que, de hecho, la PCT y la PCR en particular son parámetros inducidos con mayor potencia en pacientes en quienes la respuesta inflamatoria sistémica se complica con infección, o viceversa. Los niveles de PCR ya se encuentran elevados en fases menos graves de disfunción de órganos e inflamación sistémica, pero no aumentan excesivamente en las fases más graves de la enfermedad19,20.
Dentro de la perspectiva relativamente nueva que atribuye a la inflamación un papel importante en la fisiopatología del fallo multiorgánico, la posibilidad de que la neopterina tenga un papel activo en los mecanismos responsables del SRIS no deja de tener su interés11,15,17.
Nuestros hallazgos ofrecen una manera alternativa de detectar la respuesta inflamatoria en pacientes críticamente enfermos y señalan que la neopterina podría servir como marcador pronóstico.
Proponemos la existencia de una conexión entre niveles elevados de neopterina y un perfil menos favorable de SRIS, apuntando a un uso potencial del la neopterina en el ámbito clínico como marcador de actividad de enfermedad en pacientes con enfermedad cardiovascular. Su uso podría ayudar a identificar a pacientes con mayor riesgo de efectos adversos cardiovasculares, que podrían beneficiarse del uso urgente de estrategias preventivas o de investigaciones diagnósticas exhaustivas así como de tratamiento, dependiendo de sus comorbilidades.
Aunque queda mucho por hacer, nuestro trabajo ha generado hallazgos importantes en el campo de la respuesta inmunitaria a la enfermedad crítica. Reconociendo las limitaciones del proceso de datos, constatamos que el estudio presenta limitaciones, y si bien este trabajo ha dado lugar a algunos hallazgos preliminares, su diseño no está exento de deficiencias. Las limitaciones principales del estudio fueron su reducido tamaño muestral y el alto número de pérdidas relacionadas con la obtención y el procesamiento de muestras.
ConclusionesEn conclusión, la neopterina puede considerarse un reflejo del proceso de activación de los macrófagos. Con base en nuestros hallazgos, nuestra hipótesis es que el nivel plasmático de neopterina serviría para inferir la implicación de los macrófagos activados que, a su vez, pueden promover el estrés oxidativo. El nivel plasmático de neopterina también puede considerarse una diana nueva y versátil para procedimientos médicos y quirúrgicos en pacientes ingresados en la UCIP. En consecuencia, se requieren protocolos médicos nuevos y originales para abordar esta cuestión en la protección contra el proceso inflamatorio, con la neopterina como marcador novel para monitorizar su eficacia.
Autoría/colaboradoresR. Gil-Gómez fue el principal responsable del desarrollo del protocolo, el reclutamiento de pacientes, la evaluación de los resultados, el análisis preliminar de datos y la redacción del manuscrito.
J. Blasco-Alonso contribuyó a desarrollar el protocolo y el marco analítico del estudio, fue responsable del reclutamiento de pacientes y contribuyó a la redacción del manuscrito.
P. Sánchez y V. Rosa contribuyeron al marco analítico y la redacción del manuscrito.
G. Milano supervisó el diseño y la ejecución del estudio, y contribuyó a la revisión del manuscrito.
Conflicto de interesesLos autores declaran no tener ningún conflicto de intereses.
El manuscrito se presentó parcialmente en la Sociedad Española de Cuidados Intensivos Pediátricos en Pamplona en mayo de 2016.
