PRESERVACION HEPÁTICA

P RESERVACION H ^EPÁTICA 31

Roberto Anaya Prado Luis H Toledo Pereyra

INTRODUCCION

Se ha utilizado una variedad de soluciones de preservación para prolongar los tiempos de isque- mia fría y para mejorar la viabilidad y función de los órganos después del trasplante. Una mejor preservación permite distancias mayores entre las instituciones procuradora y receptora además de una programación semielectiva de la cirugía; de igual suerte ha demostrado una reducción signi- ficativa en la incidencia de disfunción primaria del hígado. Antes de 1987, la preservación se lle- vaba a cabo con soluciones de constitución extra- celular. Los tiempos de isquemia helada eran de una duración relativamente corta (6-8 horas), y la disfunción hepática primaria ocurría en 10-15%

de los trasplantes hepáticos. En 1987, Belzer y sus asociados desarrollaron una solución de preser- vación comparable al medio intracelular y que contenía hidroxietil almidón, ácido lactobiónico, rafinosa (un azúcar), glutation, adenosina, fosfa- to y otros componentes que tienen un menor efec- to. Esta solución de preservación, conocida como la solución de la Universidad de Wisconsin (UW), mantiene la integridad de la célula endotelial evi- tando el edema celular inducido por hipotermia, putativamente reduce la lesión por reperfusión mediada por radicales libres y proporciona sus- tratos para regenerar el ATP posterior a la reper- fusión. El principio fundamental de la preserva- ción hepática incluye la exanguinación irrestricta a través de la vena cava, la perfusión de la circula- ción portal y sistémica con el líquido helado de preservación de una constitución intracelular, el

enfriamiento superficial del órgano, y una remo- ción expedita del hígado intacto.

Basado en los conceptos que verteremos en este capítulo, la función de un injerto hepático nuevo refleja el balance neto de los cambios me- tabólicos que ocurren desde la procuración del órgano en el donador, pasando por el almacena- miento helado, hasta la reperfusión post-trasplan- te. Por lo tanto, cada injerto hepático es suscepti- ble, en varias fases de preservación o reperfusión, a insultos metabólicos que pueden afectar signifi- cativamente la función clínica. Para entender mejor las implicaciones de la disfunción del alo- injerto hepático, revisaremos en este capítulo las bases experimentales de la preservación hepática.

MECANISMOSDELA LESIONPOR ISQUEMIA/ REPERFUSION (I/R)

Aun se debate la significancia real de la lesión por I/R después de trasplante de órganos, pero es claro un determinante mayor de disfunción tem- prana del injerto. En trasplante hepático, una fun- ción inicial pobre se observa en aproximadamen- te el 10 — 20% de los casos^1-4 y está asociado con una falla mayor del injerto, retrasplante, y morta- lidad en los primeros tres meses.^4-6

Independientemente que se acepte o no que los resultados a largo plazo se pueden ver afecta- dos, el impacto a corto plazo de la función retar- dada del injerto (FRI) debe ser suficiente para pro- mover esfuerzos suficientes para reducir su incidencia. La FRI complica el manejo del pacien-

te porque se requiere diálisis, por la dificultad para monitorizar el rechazo agudo, y por el uso mar- cadamente superior de agentes biológicos poten- tes (ATG, OKT3) para evitar la toxicidad añadida por anticalcineurínicos. Esto da como resultado estancias hospitalarias más prolongadas, es más caro, y se puede ver complicado con tasas más altas de secuelas serias por la potente inmunosu- presión.^7,8

Efectos Lesivos de la Hipotermia

Los avances recientes en el conocimiento de la lesión por I/R sugieren que la I/R hepática in- volucra cambios específicos en el hígado, además de los efectos clásicos de la hipotermia que lesio- na todas las células.⁹ La hipotermia está asociada con edema celular, acidosis intracelular y con de- generación de trifosfato de adenosina (ATP).

Edema Celular

La fosforilación oxidativa mitocondrial es la principal fuente de energía celular en la forma de

ATP. Durante la preservación hipotérmica anae- robia, los niveles de ATP caen rápidamente debi- do a una producción reducida y a una desfosfori- lación rápida a monofosfato de adenosina (AMP), que es degradado vía adenosina e inosina a hipo- xantina. La depleción de ATP resulta en pérdida de la regulación de los canales iónicos dependi- entes de ATP y se producen cambios pasivos de iones a través de las membranas celulares; de tal suerte que el K⁺ y el Mg⁺⁺ difunden fuera de la célula, y el Na⁺, Ca⁺⁺, y el H2O difunden dentro de la célula finalmente produciendo edema celu- lar (Fig. 31.1).¹⁰

Acidosis Intracelular

Los cambios bioquímicos que comúnmente ocurren durante la isquemia han sido estudiados, aunque no exclusivamente, en modelos de isque- mia caliente en la que los órganos han permane- cido en temperaturas fisiológicas. Durante la is- quemia, el metabolismo aerobio oxidativo se ve grandemente reducido, mientras que el metabo- lismo anaerobio continúa, y los sistemas enzimá- ticos se ven alterados o inhibidos.

Fig. 31.1 — Difusión pasiva de iones em el edema celular.

K⁺ An^- Prot^-

__ __ _

++ ++ +

Na⁺ Cl^-

K⁺ Na⁺ An^- Prot^-

K⁺ Na⁺ Cl^- H2O Fase 1

K⁺ Na⁺ Cl^- An^- Prot

Fase 2

K⁺ Na⁺ Cl^- H2O

La hipotermia resulta en acidosis intracelular, principalmente debido a la glicólisis anaerobia y al acúmulo de lactato. Se cree que la acidosis tisu- lar puede dañar a las células.¹¹ Sin embargo, exis- te evidencia contradictoria que sugiere que un pH entre 7.1-7.2 puede ser protector contra la pérdi- da de viabilidad celular durante la anoxia,¹² y que el retorno del pH a niveles normales durante la reperfusión puede acelerar la muerte celular me- diante la activación de proteasas y fosfolipasas la- tentes dependientes del pH.^13,14

Degeneración de ATP

La hipotermia resulta en una rápida reducci- ón del ATP y del difosfato de adenosina (ADP), presumiblemente porque los requerimientos ener- géticos residuales exceden la capacidad de la cé- lula para generar ATP a través de la glicólisis ana- erobia. La reperfusión de los órganos necesita la regeneración rápida de la actividad de la bomba de Na⁺, así como del restablecimiento del ATP para otros metabolismos celulares dependientes de energía.¹⁵

La Lesión Preservación/Reperfusión de las Células de la Superficie Sinusoidal

Todas las células, incluyendo las células hepá- ticas, se dañan por los efectos catastróficos de la hipotermia como hemos señalado anteriormente.

Además, existe evidencia creciente en el sentido de que puede también ocurrir lesión especifica de las células sinusoidales hepáticas. Algunos inves- tigadores han reportado que las células de la re- cubierta sinusoidal (CRS) se dañan por la hipo- termia.^16-18 La preservación helada favorece que las CRS se hagan redondas y eventualmente se desprendan al lumen sinusoidal. Los tiempos para la generación de estos cambios también se han debatido en forma extensa. Algunos investigado- res han observado redondeo de las células endo- teliales y retracción de los procesos citoplásmicos durante la preservación helada,^18,19 mientras que otros investigadores han observado cambios simi- lares después de la reperfusión.^17,20 Durante la reperfusión, la magnitud de muerte celular de- pende del tiempo de preservación helada.^21,22 Por su parte, los cambios microscópicos demostraran que las CRS, en particular las células del endote- lio sinusoidal, pierden viabilidad después del al- macenamiento helado y reperfusión.^23,24

En contraste con la muerte de las células en- doteliales, la reperfusión inicia una activación marcada morfológica^17,25 y funcionalmente.^26,27 de las células de Kupffer. La activación de las células de Kupffer y la muerte de las células endoteliales ocurren en forma paralela después de que tiene lugar el proceso de preservación-reperfusión.

Adherencia Plaquetaria y Leucocitaria Después de la Preservación

Se ha reportado que el hígado postisquémico es sensible al acúmulo de leucocitos.²⁸ También se ha reconocido recientemente la importancia de esta lesión después de la preservación helada.^29,30 La adherencia neutrofilica a los sinusoides ocurre después de la reperfusión de hígados preserva- dos de la rata y el grado de adherencia se correla- ciona con la viabilidad del injerto.³⁰ Las plaquetas también se adhieren a los sinusoides inmediata- mente después de la reperfusión de hígados pre- servados de la rata y el grado de adherencia tam- bién se correlaciona con el grado de lesión por preservación.^31,32

Mediadores de la Lesión por Preservación- Reperfusión

Origen de los Mediadores

Las células de Kupffer, los macrófagos resi- dentes en el hígado, liberan una variedad de me- diadores tóxicos solubles, incluyendo a los radi- cales libres, al factor de necrosis tumoral (TNF) y a otras citocinas, enzimas hidrolíticas y eicosa- noides que en ocasiones pueden estar asociados a la disfunción y falla del injerto hepático.^26,27,33 En un modelo de trasplante en rata donde se utilizan hígados almacenados por 24 horas con solución Euro-Collins, se encontró que la mayo- ría de las células de Kupffer se ven activadas des- pués de una reperfusión corta.²⁶ Además, la mo- dulación de las células de Kupffer disminuyó la lesión de las células endoteliales y mejoró la so- brevida después de trasplante hepático ortotó- pico (THO) en la rata.³⁴ Las células de Kupffer activadas también producen óxido nítrico (ON).³⁵ Los radicales tóxicos de peroxinitrito, producidos a partir de la reacción del ON con el anión superóxido, también pueden contribuir a la lesión por reperfusión.²⁴

Las células endoteliales también son una fuen- te potencial de mediadores inflamatorios. Ade- más, la adherencia y activación de neutrófilos y plaquetas proporcionan otra fuente rica de medi- adores.^36,37

Citocinas

Aunque son producidas una gran variedad de citocinas en el injerto hepático, probablemente el TNF, IL-1, IL-6, IL-8 y -IFN son las más importan- tes.⁹ En particular, ha sido bien descrito el efecto tóxico del TNF que está implicado en la patogé- nesis de la lesión hepática.^38,39 El TNF también activa la liberación de IL-1⁴⁰ e IL-8.⁴¹ La IL-1 inicia la secreción de otras citocinas y activa a las célu- las endoteliales. La IL-6 induce la activación de proteínas de fase aguda en los hepatocitos, tales como la proteína C reactiva, la 1-antitripsina, y el fibrinógeno.^42,43 La -IFN es un activador potente de los macrófagos que conduce a una producci- ón incrementada de TNF e IL-1, y a la expresión de antígenos MHC de membrana clase II.⁴⁴ La IL- 8 estimula el movimiento neutrofílico y puede mediar algunas de las respuestas inflamatorias del TNF e IL-1.⁴⁵ Así, las citocinas probablemente ac- túan individualmente y en una red de funciones interrelacionadas e interactuando.

Radicales Libres

Los radicales libres surgen de fuentes diver- sas, como las células de Kupffer, las mitocondrias, la xantin oxidasa, y los neutrófilos.23,28,46,47 Aun- que existe evidencia en el sentido de que los radi- cales libres participan en la lesión de preservaci- ón-reperfusión en el hígado, su importancia en la patogénesis de la lesión aún no ha sido completa- mente elucidada.^28,48,49 Originalmente se pensó que los radicales de oxígeno formados durante la reperfusión actuaban directamente para lesionar las membranas celulares mediante peroxidación lipídica⁵⁰ o alterando la estructura de las proteí- nas y atacando por la vía del radical hidroxilo.⁵¹ Sin embargo, algunos investigadores han cuesti- onado si la cantidad de los radicales libres forma- dos durante la reperfusión es suficiente para cau- sar daño sustancial.⁵² A pesar de ello, los radicales libres formados en la reperfusión pueden iniciar una cascada de reacciones que conducen a pero- xidación lipídica, generación de radicales tóxicos

de hidroxilo catalizados por hierro y obstrucción neutrofílica de la microvasculatura con la isque- mia y subsecuente lesión hipóxica.^28,53

Otros Mediadores

Las proteasas secretadas por las células de Kupffer o los neutrófilos adheridos pueden tam- bién constituir un mecanismo importante de lesi- ón preservación-reperfusión.^54,55 La isquemia afec- ta el metabolismo del calcio en las células mediante la liberación de calcio de los depósitos intracelu- lares y por la entrada patológica a través de la membrana celular.⁵⁶ Apoyando este concepto, se sabe que los antagonistas del calcio como la nife- dipina, el verapamil, la nisoldipina, y la clorpro- mazina mejoran la sobrevida del injerto después de THO.^55,57-59

Aunque algunos otros mediadores, como los ei- cosanoides, la fosfolipasa A2, el endotelio, etc., pro- babalemente son importantes en el THO,⁹ no han sido definidos claramente los mecanismos precisos en la patogénesis de la preservación-reperfusión.

METODOSDE PRESERVACION ORGANICA

Los métodos utilizados para la preservación de órganos pueden ser clasificados como sigue:

1. Perfusión orgánica normotérmica 2. Perfusión hipotérmica

3. Almacenamiento del órgano en un medio hiperbárico

4. Enfriamiento simple con hielo

5. Uso de soluciones de irrigación y almace- namiento simple

6. Congelamiento

Todos estos métodos van encaminados a satis- facer los requerimientos metabólicos durante el almacenamiento y están diseñados para proteger a las células de los efectos adversos de la isque- mia, principalmente mediante la reducción del metabolismo a niveles bajos, de tal suerte que se retarde el deterioro celular. Aunque el congelami- ento y la perfusión continua aeróbica son teórica- mente la única forma de obtener una preservaci- ón de larga duración verdadera (de un mes a años), solamente la irrigación helada y la perfusi- ón hipotérmica han demostrado una efectividad regular por periodos de tiempo prácticamente

útiles. Estos últimos son, por lo tanto, los únicos métodos utilizados actualmente en forma clínica y experimental.

Perfusión Hipotérmica

Kamada y Calne han demostrado preservacio- nes exitosas de hígados de rata hasta por 20 — 22 horas, utilizando el método de perfusión conti- nua.⁶⁰ Posteriormente, el tiempo de preservación se extendió a 48 horas mediante la perfusión conti- nua hipotérmica con solución de citrato isotónico- haemaccel en la rata, y a 72 horas con la solución UW en perros.^61,62 En la preservación por perfusi- ón, el órgano es suplementado con oxígeno y sus- tratos metabólicos, en tanto se remueven los pro- ductos terminales del metabolismo. Durante la perfusión continua hipotérmica, el proporcionar sustratos metabólicos como la adenosina y el fosfa- to probablemente sean importantes para mantener la viabilidad del órgano. De igual manera, en la preservación por perfusión, la presencia de un co- loide como el hidroxietil almidón (Hydroxyethyl starch) (HES) es esencial para contrarrestar la pre- sión hidrostática y evitar el edema intersticial. Sin embargo, la perfusión continua ha encontrado poca aceptación en el terreno clínico debido a que la preservación del hígado en trasplante clínico re- quiere una técnica que sea confiable, simple, y con- veniente para el transporte.

Hipotermia Simple

En general, parecería que la tolerancia prolon- gada de la isquemia que se consigue con el enfri- amiento, semeja muy estrechamente el grado de supresión metabólica.^63,64 Aunque la hipotermia no suprime el metabolismo, la mayoría de las en- zimas de los animales normotérmicos muestran una disminución en su actividad 1.5 — 2 veces por cada 10°C de disminución en la temperatu- ra.¹⁵ Se ha asumido, por lo tanto, que la tempera- tura óptima para el almacenamiento orgánico se- ría la temperatura más baja obtenible sin un congelamiento real.⁶⁵ En este sentido, Marshall y colaboradores reportaron que 4°C es la tempera- tura óptima para la preservación hepática.⁶⁶

Soluciones para Irrigación y Preservación En 1960, Starzl y colegas reportaron Trasplan- te Hepático Ortotopico (THO) con éxito en per-

ros después de preservar los órganos con soluci- ón de Ringer Lactado (RL) helada, aunque el pe- riodo de isquemia fría fue menor a dos horas.⁶⁷ En estudios previos, hígados preservados con so- luciones plasmáticas o con una solución electrolí- tica extracelular por más de 8 horas, a 4°C, no fue- ron compatibles con sobrevida.⁶⁸ Se observó un resultado similar con el uso de soluciones elec- trolíticas de dextrano con una concentración más alta de K⁺ y Mg²⁺.⁶⁹ Subsecuentemente, se han reportado mejores resultados con las soluciones de irrigación que contienen concentraciones ele- vadas de K⁺ y Mg²⁺ pero hecha hiperosmolar.^70,71

Solución Euro-Collins

Se demostró que la solución Euro-Collins pro- porciona una preservación superior de hígados para trasplante, permitiendo hasta 18 horas de preservación en perro, no así en las ratas.^71,72 Esta solución se diseñó para igualar la composición iónica del citosol (tabla 31.1).

Durante el almacenamiento en la isquemia fría, los gradientes dependientes de energía de Na⁺ y K⁺ y de otros iones en la membrana plasmática se colapsan, produciendo una depleción de K⁺ y una carga de Na⁺ y Ca²⁺. Se considera que la solución Euro-Collins previene la pérdida de iones intra- celulares debido a su alta concentración de pota- sio y baja concentración de sodio. Esta solución también tiene una concentración alta de glucosa para mantener una presión osmótica alta y para apoyar a la glucólisis anaeróbica. En el hígado, sin embargo, la glucosa parecer representar una des- ventaja.¹⁵ Primero, la glucosa no es un imperme- ante efectivo para evitar el edema celular porque entra rápidamente a la célula.⁷³ Segundo, la glu- cosa podría estimular la acidosis intracelular, re- sultando en daño a las celulas e induciendo ines- tabilidad lisosomal de la glicólisis anaerobia.¹⁵

Solución de la Universidad de Wisconsin (UW) En 1987, Belzer y colaboradores hicieron una contribución importante a la investigación en la ciencia de la preservación.⁷⁰ Demostraron que con la solución UW, que incorporaba inhibidores de los radicales libres y otros aditivos, se mejoraba sustancialmente la preservación de varios órga- nos. La solución UW fue desarrollada original- mente para la preservación de páncreas,⁷⁴ y se basa

Tabla 31.1

Composición de algunas soluciones de preservación Soluciones

Composición Euro-Collins UW SLS

KH2PO4 15 mmol/l

K2HPO4 43 mmol/l

KCL 15 mmol/l

NaHCO3 10 mmol/l

Glucosa 200 mmol/l

Na+ 10 mmol/l 155 mmol/l

K+ 116 mmol/l 5 mmol/l

Cl+ 15 mmol/l

Osmolaridad 355 mOsm/l 330 mOsm/l 370 mOsm/l

pH 7.2 7.4 74

7.4

Lactobionato de K 100 mmol/l

NaKH2PO4 25 mmol/l

Adenosina 5 mmol/l

MgSO4 25 mmol/l

Rafinosa 30 mmol/l

Glutation 3 mmol/l 3 mmol/l

Hidroxietil almidón 50 gr/l

Insulina 100 U/l

Penicilina 0.133 gr/l

Dexametasona 8 mg/l

Alopurinol 1 mg/l

Mg2+ 5 mmol/l

Fosfato 25 mmol/l

Sucrosa 75 mmol/l

Lactobionato de Na 100 mmol/l

Clorpromazina 1 mg/l

UW, Universidad de Wisconsin; SLS, Sodio Lactobionato Sucrosa

en el uso de Rafinosa y Lactobionato, en lugar de glucosa, como impermeantes para suprimir el edema celular inducido por hipotermia.⁷³ Experi- mentalmente ha demostrado que permite exten- der los tiempos de preservación del riñón y del hígado.^75,76 Con el uso de esta solución, la preser- vación de hígados caninos con almacenamiento helado se pudo extender hasta las 48 horas.⁷⁶

La composición única de la solución UW (ta- bla 31.1) se basa en el siguiente razonamiento: 1) impermeantes (lactobionato, y rafinosa) para mi- nimizar el edema celular inducido por hipoter- mia; 2) buffers adecuado (KH2PO4) para prevenir la acidosis intracelular; 3) Coloides (HES) como medio para prevenir la expansión del espacio in- tersticial; 4) barredores (scavengers) de radicales

libres (glutation y alopurinol) para proteger de lesión por estos radicales inestables; y 5) precur- sores de ATP (adenosina y adenina) para proveer a la célula con energía y permitir una función adecuada de la bomba de Na⁺ — K⁺. Sin embar- go, la efectividad de algunos de estos componen- tes es aún controvertido.

A) Impermeantes

El componente molecular orgánico principal en la solución UW es el anión impermeante Lac- tobionato (4-O- -D-galactopiranosil-D-ácido glu- cónico) con una masa molecular de 358 daltones.

El lactobionato no puede penetrar rápidamente la mayoría de las membranas celulares, y como tal, prevenir el edema celular por su tamaño y carga. Se ha reportado que el lactobionato es el componente más importante en la solución UW para preservación hepática.^77-81 Además, el lacto- bionato produce quelación de los iones de hierro que se ven directamente involucrados en la pro- ducción de radicales libres, sugiriendo que el lac- tobionato puede ejercer un efecto protector dife- rente al producido por sus propiedades impermeantes.⁸² En particular, el tejido hepático contiene más hierro y metales de transición que otros órganos. Por otro lado, la rafinosa que fue agregada para proporcionar una acción osmótica adicional, no parece ser esencial.^78,80

B) Buffers Adecuados

La hipotermia da como resultado una acido- sis intracelular, principalmente debido a la glicó- lisis anaerobia y acúmulo de lactato.⁸³ La acidosis tisular puede dañar a las células y activar a las enzimas lisosomales y finalmente alterar la funci- ón mitocondrial. Por lo tanto, se cree que la pre- vención de la acidosis intracelular es una estrate- gia importante para la preservación de órganos.⁸⁴ Sin embargo, existe evidencia contradictoria en el sentido de que las células anóxicas en un pH áci- do sobreviven más que aquéllas a un pH normal.¹³ Así, el efecto de los buffer en la lesión por preser- vación hepática es controversial y demandan mayor investigación.

C) Coloides

Se ha reportado que el HES, un coloide esta- ble no tóxico, no parece precisamente un compo-

nente vital para las soluciones de preservación e irrigación en trasplante experimental hepático y renal, aunque los requerimientos de coloides para la solución perfusoria está bien estableci- do.76,81,82,85-88 En el hígado, quizás debido a la es- pecificidad morfológica del lumen sinusoidal, el espacio intersticial pericelular (el espacio de Dis- se) es permeable a las proteínas grandes a través de las fenestraciones sinusoidales. El omitir el HES en la solución UW mejora la sobrevida en las ra- tas posterior a THO, pero la adición de HES en la solución UW no está asociado a lesión de hígados caninos preservados hasta por 48 horas.^88,89 Aun- que la importancia del HES en la preservación hepática experimental aún es controvertido, el coloide parece necesario para una preservación exitosa en la preservación de corazón y del pán- creas.^90,91

D) Barredores e Inhibidores de los Radicales Libres

El alopurinol, un inhibidor de la Xantin Oxi- dasa (XO), podría ser omitido sin un deterioro significativo en la función del injerto hepático,⁷⁷ aunque ha sido incluído teóricamente en la so- lución UW con la finalidad de bloquear la pro- ducción de radicales libres. Por otro lado, el glu- tation parece ser un componente esencial de la solución UW. Jamieson y colaboradores⁷⁷ utili- zaron el modelo de hígado de conejo aislado per- fundido y demostraron que ocurría menor lesi- ón hepatocelular en hígados preservados por 48 horas en presencia de glutation. Una conclusión similar se derivó del trabajo de Yu y colaborado- res con el modelo de THO en la rata.^78,92 El glu- tation reducido es más efectivo que el glutation oxidado.⁹³

E) Precursores de ATP

Se añaden la adenosina y el fosfato como pre- cursores para la producción de ATP, para reparar la lesión por preservación y para apoyar a las re- acciones que utilizan energía.⁹⁴ El ATP rápidamen- te se degrada durante el almacenamiento hipo- térmico; esta degeneración da como resultado la formación de productos terminales. Durante la reperfusión del órgano, la regeneración rápida de la actividad de la bomba de Na⁺ requiere de ATP.

Por esta razón, debe ser importante la disponibili-

dad de precursores de ATP para una preservaci- ón exitosa.¹⁵ Sin embargo, la omisión de adenosi- na no ha demostrado efectos benéficos en la via- bilidad de injertos hepáticos preservados experimentalmente en animales, aunque su inte- racción benéfica potencial con otros componen- tes no ha sido explorada.^76-78,94

F) Otros Componentes

El reemplazar el K⁺ por el Na⁺ en la solución UW parece mejorar la función del injerto hepáti- co,^95,96 aunque inicialmente se pensó que una so- lución electrolítica intracelular con una concen- tración alta de K⁺ sería benéfica. Las soluciones con concentraciones altas de K⁺ podrían inducir daño endotelial severo, cuando son infundidas con sangre en órganos preenfriados, por despolariza- ción de las bombas de iones enlazadas a la mem- brana, conduciendo finalmente a edema rápido de la célula endotelial.⁹⁵ Por su parte, la insulina y el Mg²⁺ son menos críticos para la eficacia de la solución UW en modelos de trasplante hepático experimental.^79,96

Solución de Sodio Lactobionato Sucrosa (SLS) La solución de SLS es una versión de la solu- ción UW alta en Na⁺, con la substitución de 75 mmol/l de sucrosa por 30 mmol/l de rafinosa y con la eliminación de HES, adenosina, insulina, penicilina, dexametasona y alopurinol (tabla 31.1).

El glutation reducido se adiciona inmediatamen- te antes de ser utilizada, debido a que el glutation se oxida rápidamente. En el trasplante hepático en ratas, se ha reportado que la solución SLS es superior a la solución UW;^57,58 mientras que en el trasplante canino, la solución UW demuestra ser superior.⁹⁷ Esta diferencia aún espera una expli- cación, pero es probable que se explique por el uso de especies animales diferentes. Por otro lado, la solución SLS demostró ser tan efectiva como la solución UW en el trasplante clínico.⁹⁸

Solución de Histidina Lactobionato (HL)

Suminoto y colaboradores han descrito una modificación de la solución UW utilizando histi- dina en combinación con lactobionato.^78,83 Esta solución demostró ser superior a la solución UW en el modelo de trasplante hepático en rata des-

pués de 24-30 horas de preservación. Las modifi- caciones incluyeron la omisión de HES, revirtien- do la relación de cationes (Na⁺ y K⁺), y la adición de una gran concentración de histidina (Tabla 31.2).

Se utilizó la histidina porque se pensó que pro- tegía a los órganos isquémicos del daño produci- do por la acidosis, debido a su capacidad buffer de ion hidrógeno a valores fisiológicos de pH. Sin embargo, el reemplazar a la histidina con isoleu- cina, un aminoácido de masa molecular similar pero no tan buen buffer de ion hidrógeno como la histidina, demostró un efecto benéfico similar a la solución de HL en la preservación del hígado de la rata.⁸¹

Solución Histidina Triptófano Cetoglutarato (HTK)

La solución HTK fue diseñada y descubierta originalmente por Bretschneider para la cardio- plejia.⁹⁹ Esta solución contiene histidina, triptófa- no y cetoglutarato y está diseñada para proporci- onar una capacidad buffer superior que otras soluciones de almacenamiento (Tabla 31.2). Los resultados experimentales han demostrado que los hígados de cerdo perfundidos con la solución HTK pueden ser trasplantados exitosamente des- pués de 24 horas de preservación.¹⁰⁰

ESTRATEGIAS PARALA PREVENCIONDELA LESIONPOR

ISQUEMIA/REPERFUSION (I/R)

La lesión isquemia/reperfusión (preservación/

reperfusión) es el resultado de efectos combina- dos de lesión debido a la isquemia caliente y fría, y a la reperfusión o reoxigenación.¹⁹ La naturale- za multifacética en la patogénesis de la I/R des- pués de trasplante de órganos presenta muchas oportunidades para limitar su extensión, o preve- nirla por completo. Sorprendentemente, quizás a pesar de numerosos estudios muy alentadores en modelos animales, relativamente pocas modalida- des terapéuticas han sido sujetas a un escrutinio científico en trasplante clínico de órganos, y mu- chas estrategias han sido estudiadas solamente en modelos de isquemia caliente en situaciones no de trasplante. Discutiremos algunas estrategias que recientemente han sido propuestas para la prevención de la lesión por reperfusión en injer- tos hepáticos.

En el trasplante de órganos, el potencial para la prevención de la lesión por I/R convencional- mente ha sido apreciada en diversas áreas, cada una de ellas a su vez conduciendo a intervencio- nes terapéuticas en varias formas: 1) en la preser- vación y procuración del órgano; 2) en los facto- res del donador; 3) en las especies de radicales libres de oxígeno.

Preservación y Procuración del Órgano

El almacenamiento helado prolongado ha de- mostrado que es un factor de riesgo independi- ente para función retardada del injerto (FRI) en trasplante renal101,102,103-108 y disfunción hepática o falta de funcionamiento primario en trasplante hepático.^5,109 Por lo tanto, los tiempos de almace- namiento deben ser mantenido a un mínimo, es- pecialmente si están presentes factores de riesgo

para FRI (por ejemplo edad del donador, paro cardiaco, etc.).

Las condiciones en las que los órganos son al- macenados también puede tener un impacto sig- nificativo en la lesión por I/R. El enfriamiento sim- ple disminuye el metabolismo celular¹¹⁰ y permite el almacenamiento del órgano por horas.¹¹¹ Estos tiempos se pueden extender aún más mediante el almacenamiento en soluciones de preservación, que están diseñadas para proteger de los efectos de la isquemia (por ejemplo la solución de citrato hipertónico para prevenir el edema celular), y de la reperfusión (por ejemplo el alopurinol en la solución UW).

El propósito de la preservación es minimizar la lesión isquémica inhibiendo el edema celular, proporcionando sustratos energéticos, y minimi- zando la formación de sustratos para la formaci-

Tabla 31.2

Composición de algunas soluciones de preservación Soluciones

Composición HL HTK

Lactobionato 90 mmol/l

Histidina 90 mmol/l 180 mmol/l

KH2PO4 20 mmol/l

Rafinosa 25 mmol/l

MgSO4 5 mmol/l

Alopurinol 1 mg/l

Glutation 3 mmol/l

Na+ 90 mmol/l 15 mmol/l

K+ 45 mmol/l 9 mmol/l

Osmolaridad 320 mOsm/l 310 mOsm/l

pH 7.4 7.3

HCl de Histidina 18 mmol/l

Manitol 30 mmol/l

NaCl 15 mmol/l

KCL 8 mmol/l

Mg2Cl2 4 mmol/l

Triptofano 2 mmol/l

K- -Cetoglutarato 1 mmol/l

Cl 49 mmol/l

HL, Histidina Lactobionato; HTK, Histidina Triptofano Cetoglutarato

ón de radicales intermediarios de oxígeno a la re- perfusión. Muchas soluciones de preservación semejan al líquido intracelular para minimizar la difusión de iones. La solución puede ser hipertó- nica,¹¹² y puede contener moléculas como el lac- tobionato y la rafinosa,¹⁵ para prevenir el edema celular. La solución UW también contiene adeno- sina y GSH (glutation reducido) para ayudar en la regeneración de ATP y alopurinol para inhibir la formación de radicales intermediarios de oxí- geno; de hecho, se ha documentado que es supe- rior a la solución Euro-Collins en trasplante renal cadavérico¹¹³ y en trasplante hepático.¹⁵

Se han tomado dos abordajes para reducir el efecto de la acumulación de sustratos para la for- mación de radicales intermediarios de oxígeno durante la isquemia: los bloqueadores de los ca- nales de calcio, y la irrigación mecánica antes del implante. En estudios animales, los bloqueadores de los canales de calcio han demostrado que re- ducen la lesión por I/R hepática.^114,115 El mecanis- mo de acción es incierto. Durante la isquemia, la difusión de Ca⁺⁺ al interior de la célula, además de promover la conversión de xantin deshidroge- nasa (XDH) a xantin oxidasa (XO), potencia el daño a la membrana, estimula el metabolismo del ácido araquidónico,¹¹⁶ y potencia la lesión mito- condrial. Todos estos pueden ser inbibidos por los bloqueadores de los canales de calcio.¹¹⁷

Se ha sugerido que la irrigación simple de los órganos isquémicos con el líquido de preservaci- ón inmediatamente antes del implante, puede elu- dir los sustratos para la formación de radicales intermediarios de oxígeno a la reperfusión (hipo- xantina y XO en particular) y reducir así la lesión por I/R.^118,119 Además, se recomienda la irrigación de los injertos hepáticos inmediatamente antes de la revascularización para remover los residuos de la solución UW que contiene niveles elevados de K⁺ y adenosina, previniendo así la hiperkalemia y las arritmias cardiacas en el receptor.¹²⁰ En tras- plante hepático, el uso de un lavado terminal con una solución de composición apropiada (soluci- ón de irrigación Carolina) puede de hecho mejo- rar la calidad de la función del órgano, reducien- do la severidad de la lesión por reperfusión después de la preservación.118,119,121 Sin embargo, este efecto se puede deber a los componentes ac- tivos de la solución, antioxidantes (glutation, des- ferrioxamina, alopurinol), sustratos para generar ATP (fructosa, glucosa, insulina, adenosina), un

bloqueador de los canales de calcio (nicardipina), coloides (HES), y un pH moderadamente ácido (Tabla 31.3).

En hígados irrigados con solución de lavado de Carolina, comparado con controles lavados con solución de Ringer Lactado, Gao y colabora- dores reportaron una activación reducida de las células Kupffer, hallazgos microscópicos con me- nor lesión de las células de la superficie sinusoi- dal, y menor formación de radicales libres.¹²² Tam- bién pudieron demostrar una mejoría en la función excretora hepatocelular temprana y en la perfusi- ón microvascular, además de un acúmulo reduci- do de leucocitos.^122,123 Sin embargo, Tojimbara y colaboradores demostraron que el lavado termi- nal parece ser lesivo en preservación hepática de la rata.⁹⁸ Desafortunadamente, en el reporte de Gao no hubo un grupo sin lavado, de tal suerte que los resultados pueden ser interpretados como que el lavado con la solución Carolina fue benéfi- co, o que el lavado con la solución Ringer Lacta- do fue lesivo para los injertos hepáticos preserva-

dos.¹²² Finalmente, fue comparado el uso de al- búmina sérica al 4%, comparado con la solución de Ringer Lactado para lavar los residuos de la solución UW. Esto resultó en una mejor función del injerto en trasplante de hígado en humanos.¹²⁴

Factores del Donador

La calidad del donador tiene un impacto sig- nificativo en la evolución del trasplante. Recien- temente se ha generado un interés en la donación de órganos de donadores cadavéricos sin función cardiaca (DCSFC) para disminuir el problema de la carencia de órganos. Tojimbara y colaborado- res en Japón han desarrollado recientemente un modelo en rata de DCSFC, con el que han de- mostrado que una modificación de los métodos para procuración y preservación del órgano po- dría conducir a trasplante hepático exitoso en DCSFC.⁹⁸

Aunque el hígado puede tolerar un periodo importante de isquemia caliente,^125-127 la lesión anóxica es una complicación bien conocida.¹²⁸ Se ha reportado que la irrigación del hígado previo al almacenamiento reduce el daño por la preser- vación.¹²⁹ Además, se sabe bien que la viscosidad incrementa la dificultad con que la sangre fluye a través de los vasos pequeños. De la misma mane- ra, el flujo de la solución de irrigación en el órga- no procurado puede verse afectado por su visco- sidad. Así, Tojimbara y colaboradores evaluaron el efecto de la perfusión de irrigación antes del almacenamiento del órgano (irrigación inicial), y el impacto de la viscosidad de la solución de irri- gación.⁹⁸ Ellos encontraron que con excepción de la solución UW, una irrigación inicial estaba aso- ciada con una mejor sobrevida de hígados de DCSFC en el modelo de rata. Sus datos también sugieren que la irrigación inicial con una soluci- ón de baja viscosidad tiene efectos benéficos en la función del injerto de DCSFC. La irrigación inici- al con soluciones de baja viscosidad puede lavar efectivamente las sustancias vasoactivas y los me- diadores inflamatorios.¹³⁰

Radicales Libres

Se han tomado una variedad de abordajes para reducir la producción de radicales intermediari- os de oxígeno, o el daño mediado por los radica- les intermediarios de oxígeno. El alopurino, un

inhibidor de la XO, ha demostrado reducir la lesi- ón por I/R en modelos animales administrado antes del periodo de isquemia^131-133 y/o durante la reperfusión.134,135,136-138 El alopurinol está inclui- do como un componente de la solución UW, pero el oxipurinol puede tener más potencial terapéu- tico ya que es un barredor de radicales libres ade- más de ser un inhibidor de XO.¹³⁹

El manitol, un barredor de radicales libres, ti- enen efectos benéficos en la lesión por I/R en modelos animales cuando se administra antes de la reperfusión^139,140 y en la lesión por I/R en otros órganos,¹⁴¹ pero hay pocos datos controlados res- pecto a su uso en humanos.¹⁴² El manitol está in- cluido en algunas soluciones de preservación que aún se encuentran en experimentación.¹⁴³

Los quelantes de hierro tales como la des- ferrioxamina, que parece que actúan inhibien- do la reacción de Haber-Weiss, y la formación de radicales hidroxilo,^144,145 juntos o en combi- nación con otras medidas^140,146 reducen la lesi- ón por I/R renal in vitro¹⁴⁷ y en modelos de is- quemia caliente y fría posterior a la reperfusión.140,146,148,149 La toxicidad de la des- ferrioxamina, que incluye alteraciones renales y hepáticas, ha limitado su aplicación clínica,¹⁵⁰ pero los conjugados menos tóxicos de desferri- oxamina pueden ser más útiles, aunque puede haber problemas con la penetración tisular.¹⁵¹ El ácido ascórbico (vitamina C), y los barredo- res de los radicales intermediarios de oxígeno, también tienen propiedades quelantes de hier- ro y protegen contra la lesión por I/R in vivo.¹⁵² Otros barredores de los radicales intermediari- os de oxígeno, tales como el nicaravian (un bar- redor del radical hidroxilo),¹⁵³ el á-tocoferol (vi- tamina E),^154,155 el ácido á-lipoico,¹⁵⁶ o la tioredoxina humana,¹⁵⁷ también pueden ser efectivos en la reducción de la lesión por I/R.

El aumento de las defensas fisiológicas contra los radicales intermediarios de oxígeno es otra es- trategia que ha sido empleada para reducir la lesi- ón por I/R. En los animales, la administración exó- gena de la superóxido dismutasa (SOD) es protectora en la mayoría de los modelos¹⁵⁸ pero no en todos,¹⁵⁹ posiblemente porque la SOD tie- ne una vida media plasmática corta y su penetra- ción tisular puede estar limitada. Se pueden lo- grar mejores resultados con las formas modificadas de SOD, por ejemplo por conjugaci- ón a manosa,¹⁵⁹ polietilen glicol^160,161 o lecitina,¹⁶²

o a través de mutaciones dirigidas colateralmen- te.¹⁶³

PRESERVACIONENEL TRASPLANTE HEPATICO CLINICO

A pesar de los grandes avances en el trasplan- te hepático, un 2-23% de los hígados trasplanta- dos no funcionan inmediatamente.¹⁶⁴ Esto es lo que se ha llamado “no función primaria” (NFP).

Se carece de una definición uniforme que señale los porcentajes variables de ocurrencia reporta- dos en la literatura. Parece haber un espectro de severidad en la disfunción postoperatoria del in- jerto. Lo más extremo es una NFP caracterizada por falla de la función hepatocelular, con transa- minasas y bilirrubinas que se elevan rápidamen- te, gasto biliar mínimo, coagulopatía severa, en- cefalopatía, hipoglucemia, falla renal aguda, y una mortalidad elevadísima si no se trata con retras- plante urgente.¹⁶⁴ El retrasplante no es solamente imperativo en casos de NFP, debe ser practicado pronto antes del desarrollo de falla multiorgánica sistémica que reduce severamente los beneficios del retrasplante en la NFP.¹⁶⁵ Ringe ha demostra- do que tales pacientes desarrollan falla sistémica multiorgánica debido a la necrosis hepática pro- gresiva, el así llamado “sindrome hapatotóxico”.¹⁶⁶ El mismo propone el uso de una modificación en el procedimiento del retrasplante en el que se prac- tica hepatectomía del receptor con trasplante he- pático subsecuente en dos etapas separadas para salvar tales pacientes. Con esta modificación, la fase anhepática prolongada se puentea con un derivación (shunt) portocaval termino-lateral. Aún así, los resultados son más bien pobres.

Existe una entidad relativamente menos seve- ra, aunque igualmente importante, denominada

“función inicial pobre” (FIP). Ploeg define a la FIP como una AST >2000 U/l, un tiempo de protrom- bina (TP) de mas de 16 segundos, con niveles de amonio superiores a los 50 mol/l en los días 2-7 post-trasplante. Los pacientes con una FIP, en con- traste con la NFP, se pueden recuperar.⁴ No se ha tenido éxito al tratar de predecir la extensión de la lesión por preservación mediante microscopía electrónica de biopsias protocolizadas antes del trasplante y después de la reperfusión del hígado donador, excepto en aquellos casos de esteatosis macrovascular en el hígado del donador.^167,168 Sin embargo, se han propuesto diversos factores de riesgo para un resultado pobre posterior a tras-

plante hepático ortotópico.⁹⁸ Muchos de estos fac- tores han sido ya analizados en varios ensayos clí- nicos^4,168-170 y se sintetizan perfectamente en una revisión reciente.¹⁷¹ En tanto que la mayoría de estos factores son controvertidos con variabilidad de estudio a estudio en su fiabilidad para prede- cir un resultado pobre después de THO, los híga- dos grasos y los tiempos de isquemia helada pro- longados tienen un impacto negativo relativamente consistente en la función postope- ratoria del injerto.^4,168 Ploeg, utilizando un análi- sis multivariado demostró que el tamaño reduci- do del hígado, los cambios grasos en las biopsias del hígado donador, edad mayor del donador (>49 años), el retrasplante, la insuficiencia renal, y los tiempos de isquemia helada prolongados (>18 horas), todos estaban independientemente asoci- ados a una incidencia superior de FIP y NFP, y que la presencia de la disfunción primaria del in- jerto resultaba en porcentajes más altos de falla del injerto, de retrasplante y de mortalidad del paciente dentro de los primeros tres meses poste- riores al THO.⁴ Además, en un estudio prospecti- vo de aloinjertos hepáticos preservados con la solución UW, los injertos con tiempos de isque- mia fría menores a las 12 horas tuvieron una fun- ción inicial significativamente mejor, demostrada con menor actividad de AST, producción tempra- na de bilis, porcentajes más bajos de no-función primaria, y sobrevida superior del injerto y del paciente.¹⁷² Fukuhara demostró que los porcen- tajes de retrasplante se cuadruplicaron cuando el tiempo de isquemia fría es de 20 horas compara- do con tiempos menores a las 10 horas.¹⁷³

Existe un interés especial por modificar la le- sión por preservación mediante el diagnóstico pretrasplante en el hígado donado, con el uso de soluciones de irrigación en el transoperatorio, o con una terapia farmacológica postoperatoria. Han sido utilizados diversos exámenes bioquímicos para predecir la función o disfunción postopera- toria del injerto. Dos de estos exámenes son el monoetilglicinexilidida (MEGX) y la proporción de cuerpos cetónicos arteriales (PCCA).^174,175 Los hepatocitos que funcionan adecuadamente, con un citocromo P450 intacto, metabolizan la lidoca- ína a MEGX. Por lo tanto, los niveles elevados de MEGX sugieren una buena función del hepatoci- to. Por el contrario, las titulaciones bajas de MEGX del donador se han asociado con una función pobre del injerto.^174,176 Por el otro lado, la PCCA

es una medida del potencial Redox mitocondrial hepático que se determina midiendo la relación sérica acetoacetato a hidroxibutirato del donador.

Se ha encontrado que los porcentajes bajos (<0.7) están asociados a una incidencia incrementada de no función primaria subsecuente.¹⁷⁵ Sin embar- go, tanto el MEGX como la PCCA han demostra- do carecer de consistencia en la predicción de falla postoperatoria del injerto.^177,178

Las soluciones para irrigación terminal, ade- más de limpiar al aloinjerto hepático de los com- ponentes lesivos contenidos en las soluciones de preservación, tales como la carga alta de potasio, pueden ayudar a controlar la lesión por preserva- ción-reperfusión. Los mecanismos exactos de ac- ción de las soluciones de irrigación terminal no han sido adecuadamente caracterizados. Algunos de los mecanismos postulados incluyen la preven- ción de la activación de las células de Kupffer, al mejora en la microcirculación hepática y la elimi- nación de los mediadores tóxicos extracelulares recientemente generados tales como los prosta- noides y los metabolitos reactivos de oxíge- no.121,179,180 Típicamente se utiliza la solución de Ringer Lactado (RL), pero han sido empleadas otras soluciones que incluyen coloides, la soluci- ón de Carolina, así como la sangre portal. Existe evidencia creciente que indica que el RL es subóptimo como solución de irrigación. Gao y col.

demostraron que el irrigar con RL helado produ- ce edema celular endotelial y pensaron que esto es el resultado de su presión osmótica relativa- mente baja y falta de coloide.¹²¹ Por otra parte, se ha reportado que la solución de irrigación de Ca- rolina, como se describe anteriormente, dismi- nuye la lesión hepática despues de THO.¹⁸¹ De igual manera, Emne y colaboradores utilizan so- lamente el flujo sanguíneo portal sin irrigación pre-perfusional reportando una función óptima del injerto.¹⁸²

En lo que respecta a la terapia farmacológica, la droga de elección ha sido la prostaglandina E1

(PGE1) que ha demostrado ser benéfica, en estu- dios no controlados, en el tratamiento de la NFP.^164,183 El mecanismo exacto de acción de las prostaglandinas en la NFP es desconocido. Aun- que, se ha demostrado que producen vasodilata- ción e incrementan el flujo sanguíneo al hígado, mejoran la capacidad regenerativa del hígado, inhiben la liberación de citocinas por los macró- fagos activados, e inhiben la adherencia leucoci-

taria y la producción de O2- por los neutrófilos.¹⁹ Sin embargo, pueden ocurrir efectos colaterales potenciales como hipotensión, diarrea, e hipoxia debido al empeoramientos de los cortocircuitos pulmonares.

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