El documento discute la insuficiencia energética cerebral en lesiones cerebrales. Señala que el tejido más dañado es más sensible a la disminución de la presión de perfusión cerebral que el tejido menos lesionado. También indica que los estudios de tomografía por emisión de positrones y microdiálisis han demostrado que la isquemia es común en áreas aparentemente sanas del cerebro. Finalmente, resalta que la respuesta del oxígeno tisular cerebral es un predictor independiente del pronóstico desfavorable en lesion

1. INSUFICIENCIA
ENERGETICA
CEREBRAL en
LESION
ENCEFALICA
Dr. José Antonio Carmona Suazo
Hospital Juárez de México SSA
krmonawagner@prodigy.net.mx

2. Funciones Cerebrales y Consumo de Oxígeno
• Emociones y personalidad
• Comunicación sensorial
• Neurovegetativas: control regulatorio orgánico, etc
• Inteligencia y creatividad

3. Constantes a Recordar
• FSC constante, acoplado con actividades y metabolismo no es
limitado por el aporte
• FSC ∼ 45 a 60ml /100 gr/min
• 25 % de la concentración de sangre en arteriolas y 75 % postcelular
venoso Taza metabólica (CMRO2) 1.3 a 1.8 mmol/g/mim
• Proceso energético constante.
• ¾ incremento en consumo O2 restauran el ATP
• Neuronas sensibles oligodendrocitos.. Astrocitos.. microglia .

4. 0
20
40
60
80
100
120
140
160day1
02:36:47
03:11:06
03:45:25
04:19:44
04:54:02
05:28:21
06:02:40
06:36:59
07:11:17
07:45:36
08:19:55
08:54:14
09:28:32
10:02:51
10:37:10
11:11:29
11:45:47
12:20:06
12:54:25
13:28:44
14:03:03
14:37:21
15:11:40
15:45:59
16:20:18
16:54:36
17:28:55
18:03:14
18:37:33
19:11:51
19:46:10
20:20:29
20:54:48
21:29:07
22:03:25
22:37:44
23:12:03
23:46:22
0
10
20
30
40
50
60
HF
mABP
!PBO2
Actividad y relación ptO2cActividad y relación ptO2c

5. Energía
•Mantener gradientes iónicos
•Acido base y temperatura
• 2 % del peso del cuerpo
•15 % de gasto cardiaco

6. •La isquemia resulta cuando la disminución en la
perfusión tisular excede las demandas del tejido
cerebral para aumentar la extracción de oxígeno de
la sangre.
•La isquemia se acompaña de inadecuado aporte de
oxígeno, inadecuada remoción del CO2, incremento
del ácido láctico intracelular, disminución de los
fosfatos de alta energía y de la producción de ATP
y daño a la barrera hematoencefálica
La falla energética celular: Isquemia

7. Falla energética cerebral en hipoxia e
isquemia
• Moderadas reducciones en el aporte de oxígeno,
incapacidad para almacenar compuestos energéticos,
disminuyendo la perfusión y se pierde la función.

8. Hipoxia Tisular
•Reducción de la pO2 tisular a
niveles insuficientes para
mantener la función,
metabolismo y la estructura.
• Estimulo de la ventilación
espontánea FSC aumenta
hipoxia tisular.
•A paO2 < 35 mm Hg, el
metabolismo anaeróbico
favorece la hiperglicolisis
lactato, incremento de R L/P
paO2 < 50 mm HgpaO2 < 50 mm Hg
basal

9. Penumbra isquémica traumática:
Es un tejido en riesgo de lesión isquémica
secundaria que puede ser afectado por cambios
fisiológicos o intervenciones terapéuticas
Coles et al J Cereb Blood Flow Metab 2004; 24: 202–11.
Imberti et J Neurosurg 2002; 96: 97–102 , Meixensberg J Neurol Neurosurg Psychiatry 2003; 74: 760–4 ,
Menon et al Anesthesiology 2003; 98: 805–7 , Nordstrom Anesthesiology 2003; 98: 809–14.

10. 29.3 + 16.4
Mc Laughlin, 1996
39.9 + 11.2 (Schroeder, 1995)
42.5 + 15.8 (Mc Laughlin, 1996)
Vasoreactividad 0.4-9.1 %
ContusiónContusión
Edema perilesionalEdema perilesional
TejidoTejido normalnormal
Flujo sanguíneo cerebral
y su distribución

11. Acidosis Cerebral
• Control estrecho: Se pierde en hipoxemia e isquemia
• Isquemia proporcional a nivel de glucosa y glucógeno: lactato
• pH neuronas puede disminuir 6.2 y en la glía más bajo
• La reperfusión de tejidos isquémicos causa “lesión paradójica”
• Acidosis: la isquemia desnaturaliza proteínas, promueve radicales libres
• La rápida reversión de la acidosis puede ser deletérea
• BlOQUEA la bomba de sodio /potasio de membranas y detiene la fosforilación
oxidativa
• Acidosis moderada 1) Reduce el consumo energético, 2) Procesos enzimáticos, 3)
Producción de radicales libres por inactivación de los receptores de glutamato, 4)
inhibición de fosfolipasa A. 5) Reducción de la actividad de NO 6) Na+
/H+
Currin FASEB J 5:207-210.1991
Petito CK et al J. Cereb. Blood Flow 7: 625-632,1987
Anderson RE, Brain Res 856: 220-226, 2000

12. Assess this limit from bedside measurements of cerebral energy metabolism and
to clarify whether the penumbra zone surrounding a focal lesion is more
sensitive to a decrease in CPP than less-injured areas

13. Concepto terapéutico LUND

14. Enfoque regional Enfoque “global”

15. “ El tejido más lastimado es más sensible a la
disminución de la PPC que el tejido menos lesionado.
Hubo un significante aumento en la concentración
de lactato y en la relación de lactato/piruvato a
PPC < 50 mm Hg..... La relación lactato/piruvato
refleja el pH citoplasmático y la disponibilidad de
oxígeno regional de oxígeno”.

16. Los efectos del trauma sobre la circulación cerebral
y el metabolismo son espacialmente variables.
Recientemente por estudios de Tomografía por
Emisión de positrones y microdíalisis se ha
demostrado que la isquemia es común y se encuentra
en áreas aparentemente sanas del cerebro
Nordstrom Anesthesiology 2003; 98: 809–14.

17. PIC 18 mm Hg, PPC 78 mm Hg y paCO2 36 mm Hg.
Análisis a 24 horas de lesión traumática.
(A) Mujer de 42 años, 16 horas después de la evacuación de un hematoma subdural. Con mínima
desviación de la línea media. En B se observa una imagen del tejido cerebral de 15 a 20 mm del
hematoma subdural.
(B) La extracción de oxígeno está incrementada en grandes proporciones en el hemisferio del hematoma
evacuado.
(C) Estudio tomográfico con imágenes de la Extracción de oxígeno > 75% (basada sobre el cálculo del
CvO2 < 3.5 mL/100 mL) mostrado en rojo. La extensión de la afección es mayor que la
esperada por la simple técnica tomográfica.

18. Coexistencia de isquemia relativa e hiperemia en algunos pacientes implica mezcla de la perfusión para
el uso del oxígeno. Mientras que la saturación del bulbo de la vena yugular correlaciona con índices de
isquemia (r = 0.8, P < 0.0). Valores de SjO2 del 50 % fueron obtenidos con un IBV de 170 ± 63 mL
(media ± 95%), lo que corresponde 13 ± 5% del cerebro. El incremento en el índice de isquemia
correlaciona con un pronostico pobre a 6 meses después de la lesión ([rho] = -0.6, P < 0.05). Estos
resultados sugieren significante isquemia en el primer día de la lesión. Además el área de
penumbra es pobremente detectada por monitores clínicos y tiene significante asociación
pronóstica
IMÁGENES TOMOGRAFIA POR EMISION DE POSITRONES

19. Martin NA, Patwardhan RV, et al: J Neurosurg 87: 9-19, 1997
Días
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
FSC
ml/100g/min
FSC
ml/100g/min
25
35
40
50
30
45
. .
... .
.
.
..
I II III
Fases
Evolución del FSC en TCEEvolución del FSC en TCE

20. Bouma GJ, Muizelaar JP, Choi SC, et al: Cerebral circulation and metabolism after severe traumatic brain
injury: the elusive role of ischemia. J Neurosurg 75: 685-693, 1991
<8 8−12 12−24 24−48 >48
horas
3.0
4.0
5.0
6.0
7.0
9.0
8.0
∗
.
GCS motorGCS motor
= 1,2
= 3,4,5
∗
∗
∗
∗
∗
.
. .
.
ΛΛAJOAJO22
ml/100mlml/100ml
ΛΛAJOAJO22
ml/100mlml/100ml
Metabolismo y FSC en TCEMetabolismo y FSC en TCE

21. ICP / CPP management
Course time evolution ∆pbro2
-2
0
2
4
6
8
10
12
1 2 3 4 5
days
mmHg
“The low pbro2/pacO2 reactivity on day 1 indicates the decreased responsiveness of cerebral
microvascular to paCO2 changes caused by generalized vascular narrowing”

22. 43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
ninguno uno multiples
FSC e incidencia de episodios de desaturación venosa
Gopinath SP: J Neurol,Neurosurg and Psy 1994; 57:717-723
ml/100g/min

23. 0
10
20
30
40
24h 2 dia 3 dia 4 dia 5 dia > 6 dia
% desaturación
(SjO2 < 50% por 10
minutos o más
Evolución de la desaturación venosa yugularEvolución de la desaturación venosa yugular
en trauma de cráneoen trauma de cráneo
Gopinath SP: J Neurol,Neurosurg and Psy 1994; 57:717-723
FSC
DaVo2

24. DIOP: M. 15 años : Hb 8.5 gr,
Glucosa 180 mg, Temp 38.9, pup
isocóricas positivas. GCS 7
Extracción del CaO2: limitada, incremento lactato: del nivel de glucosa
hipoxia y metabolismo comprometido.
Análisis metabolitos: Pcr, ATP, ADP, lactatro y piruvato.
Restauración adecuada: Lactato y Relación: P/L; Incremento Piruvato
Análisis metabolitos: Pcr, ATP, ADP, lactatro y piruvato.
Restauración adecuada: Lactato y Relación: P/L; Incremento Piruvato
Restitución hídrica
Control de la HE
Disminución de
demandas: anemia
hipertermia
- Mejoría Perfusión
Restitución hídrica
Control de la HE
Disminución de
demandas: anemia
hipertermia
- Mejoría Perfusión
Insuficiencia energética

25. Insuficiencia energética
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
day3
00:30:17
01:01:34
01:32:51
02:04:08
02:35:25
03:06:42
03:37:59
04:09:16
04:40:33
05:11:51
05:43:08
06:14:25
06:45:42
07:16:59
07:48:16
08:19:33
08:50:50
09:22:07
09:53:25
10:24:42
10:55:59
11:27:16
11:58:33
12:29:50
13:01:07
13:32:24
14:03:41
14:34:59
15:06:16
15:37:33
16:08:50
16:40:07
17:11:24
17:42:41
18:13:58
18:45:15
19:16:33
19:47:50
20:19:07
20:50:24
21:21:41
21:52:58
22:24:15
22:55:32
23:26:49
23:58:07
POLS
mABP
!1PBO2
!2PBO2
SvO2

26. Brain tissue oxygen response in severe traumatic brain injury.
Patients with an unfavorable outcome had a
higher TOR (1.03 ± 0.60) during the first 24
hours, compared to patients with a favorable
outcome (0.61 ± 0.51; p = 0.02). Multiple
logistic regression analysis supported the
independent predictive value of tissue oxygen
response for unfavorable outcome (odds ratio
4.8).
Mitocondrial dysfunction, causing incapability
of complete utilization of provide oxygen,
pronounced vasoparalysis.
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
day1
16:27:31
16:43:40
16:59:49
17:15:58
17:32:07
17:48:15
18:04:24
18:20:33
18:36:42
18:52:51
19:09:00
19:25:08
19:41:17
19:57:26
20:13:35
20:29:44
20:45:53
21:02:01
21:18:10
21:34:19
21:50:28
22:06:37
22:22:46
22:38:54
22:55:03
23:11:12
23:27:21
23:43:30
0.0%
10.0%
20.0%
30.0%
40.0%
50.0%
60.0%
70.0%
80.0%
90.0%
100.0%
!PBO2
FiO2
Van Santbrink H.; VD Brink W. A.; Steyerberg E. W.; Carmona Suazo J.A
Avezaat C. J. J., Maas A. I. R. Acta Neurochirurgica 2003, vol.
54l. 145, 6, pp. 429-438

27. Van Santbrink H.; VD Brink W. A.; Steyerberg E. W.; Carmona Suazo J.A Avezaat C. J. J.,
Maas A. I. R. Acta Neurochirurgica 2003, vol. 54l. 145, 6, pp. 429-438
Brain tissue oxygen response in severe traumatic brain injury.
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
day1
12:59:26
13:23:39
13:47:52
14:12:05
14:36:18
15:00:32
15:24:45
15:48:58
16:13:11
16:37:46
17:01:59
17:26:12
17:50:25
18:14:39
18:38:52
19:03:05
19:27:18
19:51:32
20:15:45
20:39:58
21:04:11
21:28:25
21:52:38
22:16:51
22:41:04
23:05:18
23:29:31
23:53:44
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
!PBO2
FiO2
0
10
20
30
40
50
60
70
80
day2
00:48:26
01:37:54
02:27:21
03:16:48
04:06:15
04:55:42
05:45:09
06:34:36
07:24:03
08:13:30
09:02:57
09:52:24
10:41:51
11:31:18
12:20:45
13:10:12
13:59:39
14:49:06
15:38:33
16:28:00
17:17:27
18:06:55
18:56:22
19:45:49
20:35:16
21:24:43
22:14:10
23:03:37
23:53:04
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
!PBO2
FiO2
1 día 2 día

28. Autoregulación vascular defectuosa
Mecanismos propuestos:
• Vasoespasmo
• Disfuncion endotelial y mitocondrial
• Generación de especies reactivas de oxígeno

29. ICP / CPP management

30. Duración y severidad de hipoxia tisular cerebral
correlacionada con el pronóstico no favorable en TCEs
Riesgo de m uer t e hast a el día 180 después t raum a
análisis, de 83 pat ient s
0%
20%
40%
60%
80%
100%
0 1 2 3 4 5 6
duration total de hipoxia cerebral [horas]
episodios hipoxicos acumulados del día 1 al 5 después del trauma
ptiO2: <5 mmHg
ptiO2: 5-10 mmHg
ptiO2: 10-15 mmHg
W. Van den Brink et al. 1999 Rotterdam Outcome study 1999

31. En 886 pacientes. El pronóstico estuvo estrechamente relacionado (p <
0.05) con el GCS, edad, respuesta pupilar, presencia de hipoxia,
hipertermia y elevada PIC. La prevención de la hipoxia e hipertermia
pueden mejorar el px del TCES.
Ji-Yao Jiang et al J of Neurotrauma 2002, Vol. 19, No. 7: 869-874
La fiebre ocurrió en 47 % de los pacientes, con una media de 4.7
episodios febriles en cada paciente febril. La fiebre ocurrió en más del
50 % de los pacientes con HSA, infección del SNC control de crisis
convulsivas, hemorragia cerebral y solo en 27 % de los pacientes
admitidos por lesiones espinales.
Kilpatrick, M. M., Neurosurgery, 47[4], 850-855. 2000

32. UCI. Neurológica. “La hipertermia se asoció con mayor estancia hospitalaria
general y en la UCI y mayor mortalidad. El predictor más importante de estancia
prolongada en la UCI fue el número de complicaciones (beta =.681) seguido de la
hipertermia (beta =.143). Al igualar y ponderar la población, la temperatura elevada
se asoció con 3.2 días adicionales de estancia y 4. 3 días de estancia hospitalaria”.
Diringrer et al Crit Care Med. 2004 Jul;32(7):1489-95.

33. Temperatura cerebral
Temperatura cerebral
Taza metabólica

34. 0
10
20
30
40
50
60
day2
00:34:19
01:09:38
01:44:57
02:20:17
02:55:36
03:30:55
04:06:15
04:41:34
05:16:53
05:52:13
06:27:32
07:02:51
07:38:11
08:13:30
08:48:49
09:24:09
09:59:28
10:34:47
11:10:06
11:45:26
12:20:45
12:56:04
13:31:24
14:06:43
14:42:02
15:17:22
15:52:41
16:28:00
17:03:20
17:38:39
18:13:58
18:49:18
19:24:37
19:59:56
20:35:16
21:10:35
21:45:54
22:21:14
22:56:33
23:31:52
37.5
38
38.5
39
39.5
40
40.5
41
ICP !PBO2 Temp C.
Disoxia: Hipertermia e Hipertensión Endocraneana 2 día,
Masculino, 35 años, hematoma subdural izdo , GCS 4, GOS: 3
krmonawagner@prodigy .net.mx

35. Glutamato, aspartato y relación con la PIC y PPCingresoingreso
microdialisis
2 TAC2 TAC
3 TAC3 TAC
Efecto de los eventos isquémicos del dialisado de glutamato
subdividido por lesiones topográficas
F. Lesión Sec. Lesión Difusa Contusión H. Subdural H. Epidural
Presente 32.6 ± 82.8 33.1 ± 52.2 16.5 ± 22.6 8.7 ±12.8
Ausente 9.4 ± 19.7 27.0 ± 39.1 2.9 ± 3.9 4.9 ± 6.7
No. pacientes 19 20 20 7
Valores de glutamato (µmol/ L) expresados como medias y desviaciones estandard

36. Correlation of ptiO2 with cerebral tissue Lactate

37. Correlation of ptiO2 with
tissue Glutamate and Aspartate concentrations

38. Correlation of ptiO2 with
cerebral tissue Lactate / Glucose ratio

39. Correlation of ptiO2 with cerebral glucose
concentration

40. 0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
0 10 20 30 40 50 60 70
PotasioPotasio
♦ ContusiónContusión
• No contusiónNo contusión
Doppenber EMR: Determinants of cerebral extracellular potassium after severe human head injury.
Acta Neurochir 1999; S75: 31-34

41. • 50 niños con TCE de diversa gravedad
• 87 % GCS ≤ 8 glucosa sérica 237.8 ± 92 mg/dl
• 60 % GCS 9 -12 178 ± 78.7 mg/dl
• 25 % GCS 13-15 131 ± 39 mg/dl
• Glucosa al ingreso fue mayor en GOS 1-3
que en pacientes con buen pronóstico GOS 4 o 5
• Hiperglicemia persistió más alta en las primeras 24
horas en aquellos niños que fallecieron o tuvieron
pobre pronóstico.
Papel de la hiperglicemia

42. Metabolismo de la glucosa y oxígeno después de TCE
0
3
6
9
12
T. Metab.
O2
CMRglu T.
Metabólica
trauma de cráneo
valores normales
100
50
0
%
Bergsneider: J Neurosurg 86; 241-251, 1997
Taza Metabólica =
CMRO2/CMRglu
Taza Metabólica =
CMRO2/CMRglu

43. Effect of Mild Hypothermia on Cerebral Energy Metabolism During the Evolution of Hypoxic-Ischemic Brain Damage in
the Immature Rat Stroke, 27(5), 1996, pp 919-925
Yager, Jerome Y. MD; Asselin, Johanne MSc

45. Activación secuencial de respuestasActivación secuencial de respuestas
cerebrovascularescerebrovasculares
FSCFSC (ml/100g/m)(ml/100g/m)
SobrevidaSobrevida
Umbral isquémicoUmbral isquémico
MuerteMuerte
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 100 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 días postlesióndías postlesión
Bullock MR et Al J. Neurotrauma 1996; 13; 643-5Bullock MR et Al J. Neurotrauma 1996; 13; 643-5
5050
4040
3030
1010
2020

46. Conclusiones
• Inferir la insuficiencia energética cerebral por las técnicas actuales
de monitoreo enfocadas a la detección de isquemia regional y global.
Sin embargo, el control de la hipotensión, hipertermia, glucosa séríca
y otros FLS son maniobras simples.
• La insuficiencia energética cerebral es común y heterogénea: puede
pasar desapercibida por la técnicas habituales de monitoreo. Un mismo
hemisferio puede mostrar zonas con y sin afección. Las zonas
afectadas afectan notablemente a las zonas sanas.
• Evitar la insuficiencia energética regional, es una tarea obligatoria
pues refleja la magnitud del daño y de mayor importancia pronóstica
será la afección en una zona expresiva.

47. Constantes a Recordar
• Para que el equilibrio Metabolismo/FSC sea constante debemos
administrar una rápida y adecuada atención en todos los niveles de
atención.
• La corrección de los factores de lesión secundaria es obligación diaria e
inmediata.
•Ante la falta de equipos de monitoreo: mantenimiento de una óptima
PPC y la corrección de los FLS. Se necesita una adecuada organización
de los servicios y capacitación de los integrantes del equipo
terapéutico.
•Retardar la instalación del monitoreo neurológico cerebral PARECIERA
que nos hace cómplices con la ignorancia e ineficiencia.... nos protege
de nuestros errores..... cobija la complejidad del cerebro.