Metodología

Se realizó una búsqueda bibliográfica entre junio y agosto del 2022 sobre la base de datos científicos: PubMed, SciELO, utilizando los descriptores: “Bicarbonate”, “Metabolic acidosis”, “critical care patients”, “perioperative patients”, “aniongap”, “Acute kidney injury”, “lactic acidosis”, “metformin”, “cardiac surgery”, “cardiopulmonary resuscitation”, “Contrast- induced acute kidney injury”, “Organ Dysfunction”, “Medical Toxicology, “hyperkalemia”AND “Mortality”, “Guidelines” AND “Management”. Se seleccionaron artículos originales, artículos de revisión, ensayos clínicos y metaanálisis con información relevante del tema aplicando un filtro desde el año 2010 hasta el año 2022.

Revisión bibliográfica

La acidemia moderada es definida como un pH <7,38 y severa con un pH <7,20, si esta se combina con bicarbonato menos de 20 mmol/l, se considera una acidosis metabólica; en el caso de moderada se asocia a un exceso de base <4 mmol/l, PaCO2≤45 mmHg; con una ocurrencia del 8,4% en la UTI y una mortalidad de 17,3 % al 21,5%, en UTI y sala de hospitalización respectivamente; si es severa se define con un pH<7,20, PaCO2≤45 mmHg, HCO3^- ≤20 mmol/l, además de un score de SOFA (sequential organ failure assessment/ evaluación secuencia de insuficiencia orgánica) ≥4, lactato≥2 mmol/l, con una ocurrencia del 1,5% en pacientes críticos y una mortalidad de 43,5% en la UTI y 48,3% en sala de hospitalización; desde otro ángulo la acidosis metabólica se puede considerar en aguda o crónica, presentándose en días o varios meses de evolución; por otro lado, esta patología puede afectar las bioactividades celulares, la función cardiaca, con disminución del inotropismo cardiaco, genera vasodilatación sistémica, vasoconstricción pulmonar, arritmias, alteración en la liberación de oxígeno, cambios en la función renal, edema cerebral, disfunción del diafragma y empeoramiento de la respuesta inmune, en tal sentido la administración de bicarbonato se ha vuelto rutinario, casi instintivo, sin embargo, sin mejoría en la estabilidad hemodinámica o mortalidad^4,7,8; en comparación, Loa K.B. et al, menciona que el uso de bicarbonato es útil para revertir la acidosis en estados de choque, porque altera las respuestas miocárdicas y vasculares a las catecolaminas, como se observó en estudios experimentales previos; empero muchos de estos aseveran su falta de mejoría en la hemodinámia de estos pacientes críticamente enfermos con acidosis^4,11.

Existe información diversa respecto al uso del bicarbonato, siendo beneficioso para el manejo del compromiso de la perfusión tisular, ventilación mecánica, terapia de reemplazo renal (TRR), etc.; mejorando además la disfunción celular, entre otros¹²; por otro lado la evidencia actual respalda el uso de esta droga en situaciones de pérdida real de bicarbonato, como en la acidosis renal tubular y diarrea, sin embargo, su uso aun es controvertido para afecciones como la acidosis láctica grave y cetoacidosis, que pueden revertirse fácilmente una vez que se resuelve la afección subyacente¹¹, a pesar de que en muchos centros de nefrología crítica de Norte América indican que el HCO3 es útil en la acidosis por lactacidemia, como lo menciona Jaber S. et al¹².

Fuente: Adaptado del nemotécnico propuesto por Mehta et al, Lancet. 2008; 372 (9642):892^13,14.

Figura 2. Causas para el ANION GAP elevado 

El concepto de Anion Gap (AG) fue introducido en 1936 por James Gamble, sin embargo no llego a ser conocida hasta la llegada de fotómetros de llama y autoanalizadores, para la identificación de electrolitos entre 1950 y 1960; la compensación de la acidosis metabólica se genera con la hiperventilación entre las 12 y 24 horas, siendo proporcional al HCO3^-; la fórmula del PCO2 deseado (Winters): HCO3^- x 1,5 + 8, corrobora o descarta un trastorno mixto o respiratorio; en caso de la alcalosis metabólica la fórmula de PCO2 deseado es el HCO3^- x 0.7 + 21. El Anion Gap es una fórmula matemática virtual que utiliza la concentración de 3 electrolitos, [Na+], cloro [Cl^-], y bicarbonato [HCO3^-]), excepto el potasio por sus niveles bajos, manteniendo un valor normal entre 8 a 12 meq/L o en su defecto 10, empero con la adecuación del nivel de albumina sérica, donde un nivel bajo de albumina revelaría un AG bajo, cuya fórmula es la siguiente: AG corregido: AG no corregido + 2,5 x (4,5-albumina); la acidosis metabólica con anion GAP alto refleja un acumulo de ácidos fuertes, como el ácido láctico, β-hydroxybutirato, acido acético y el ácido fórmico en la intoxicación por methanol; por otro lado la relación Δ (Delta)[AG]/Δ[HCO3^-] está alrededor de 1, disturbios acido-base mixto pueden alterar este equilibrio, llegando a una alkalosis metabolica con un valor >1,6; en suma la elevación del anion GAP puede tener varios orígenes (Figura 2):

La acidosis láctica se genera cuando la producción excede al aclaramiento, como lo menciona Kamel et al¹⁴, sobre todo cuando hay compromiso de la perfusión tisular, disminución en la liberación de oxígeno y defectos en la utilización de este en la mitocondria; el lactato deriva del metabolismo de la glucosa, el hígado, corazón y riñón son los órganos que más usan el lactato; la formación de ácido láctico por la glucolisis anaerobia y de esta a glucosa define el ciclo de Cori; esta patología puede ser tipo A secundario al compromiso de la perfusión tisular como la hipovolemia, sepsis, hemorragias, falla cardiaca y post paro cardio respiratorio y la tipo B por alteración en la función mitocondrial como deficiencias de vitaminas, uso de la metformina, problemas hematológicos, injuria renal y síndrome convulsivo^13,16.

Una revisión sistemática y meta análisis, con cinco artículos, mostro que la evidencia para el uso de bicarbonato de sodio en pacientes críticos, es en el marco de una acidosis metabólica con brecha aniónica alta, como la acidosis láctica; con una tendencia general de disminución de la mortalidad para este subconjunto de población, que no fue clínicamente significativo; probablemente, los efectos beneficiosos se deban a los mecanismos de reversión de la acidosis y una mejor sensibilización a los efectos de las catecolaminas; esto fue evidente en los resultados secundarios de algunos estudios que mostraron una respuesta ligeramente más rápida, aunque no estadísticamente significativa, con la resolución del pH y la presión arterial; desde otra perspectiva, la administración de bicarbonato en lugar de solución salina normal, inicialmente podría disminuir el impacto del cloruro en la contribución a la empeoramiento de la acidosis metabólica con desequilibrio aniónico normal; sin embargo, estos hallazgos deben tomarse con precaución ya que solo cuenta con un estudio controlado aleatorizado; finalmente no hay diferencia significativa en la mortalidad en el uso de bicarbonato entre pacientes críticamente enfermos con desequilibrio metabólico aniónico alto, como la acidosis láctica¹¹, referido también por Yagi K et al, quienes reflejan que la acidosis láctica (anión fuerte), cetoacidosis diabética y la hipercloremia, no muestran beneficio al uso de bicarbonato⁸; de igual modo Coppola S. et al, refieren que la acidosis láctica es la consecuencia del incremento de los aniones fuertes en el enfoque de Stewart o la disminución del bicarbonato; según la Campaña de Sobreviviendo a la Sepsis el 2017 no se recomienda administrar bicarbonato en la acidosis láctica a menos que el pH se encuentre menos de 7,15; desde otra perspectiva, una causa poco frecuente, sobre todo con la presencia de fiebre, sepsis o problemas gastroeintestinales, es el uso de metformina, con un riesgo de 0,03-0,06 por 1 000 pacientes/ año, un hipoglucemiante oral de primera línea, aprobado por la FDA (Food and Drug Administration/Administración de Alimentos y Medicamentos), que reduce la glucosa por la inhibición de la gluconeogénesis en el hígado, aumenta la sensibilidad a la insulina por lo que se usa más glucosa, además reduce la actividad de la enzima piruvato carboxilasa que metaboliza el piruvato, lo que provoca aumento del lactato sobre todo en paciente con disfunción renal leve, empero sin beneficio al uso de bicarbonato^4,17,15.

En definitiva el efecto del bicarbonato en la hemodinamia, requerimiento de vasopresores, es aún desconocido y controversial, ya que puede generar acidificación intracelular por el acúmulo de CO2 e hipocalcemia, en especial evitaría la TTR; esto se evalúo en un estudio multicentrico controlado en 26 UTI's de Francia, incluyendo a pacientes con pH < 7,20, PCO2< 45 mmHg y HCO3 < de 20 mmol/L, donde se generaron 2 grupos, uno con infusión de bicarbonato al 4.2% y el otro sin bicarbonato, manteniendo un pH a 7,30 o más en 28 días; se administró 125-250 ml en 30 minutos o 1000 cc en 24 horas; el primer objetivo fue evaluar la presencia de falla multiorganica (FMO) a los 7 días, segundo fue evaluar la ausencia de requerimiento de TRR, asistencia respiratoria mecánica (ARM) y vasopresores; 389 pacientes incluidos, 194 en el grupo sin HCO3 y 195 en el grupo de HCO3; la diferencia de sobrevida en ambos grupos fue insignificante, no así con el análisis multivariado HR 0,783 (IC 0,058-1,040), donde retraso la TRR en grupo de HCO3 (p<0.0001) con un score de AKIN (Acute Kidney Injury Network) 2 o 3, con menos hiperkalemia y acidemia; por lo que su uso precoz mejoraba notablemente la necesidad de TRR y menos vasopresores¹²; en esa misma línea hay señales de posibles beneficios en la mortalidad y menor necesidad de terapia de reemplazo renal en este subconjunto de pacientes; esto tiene más sentido cuando los pacientes con lesión renal aguda (LRA) por lo general tienen acidosis metabólica con brecha aniónica normal, en consecuencia el tratamiento con bicarbonato podría ser más apropiado, en especial por la síntesis alterada del mismo en pacientes renales¹¹. Desde otra perspectiva en la falla renal aguda, el enfoque de Stewart, sugiere que la acidosis es multifactorial, además depende del balance de la acidosis y alcalosis, como con la hipercloremia, retención de aniones como citratos, acetatos y sulfatos, finalmente la hiperfosfatemia, una guía de panel de expertos de Francia sugiere administrar bicarbonato en la falla renal moderada a severa⁴.

En otro estudio tipo cohorte con el uso del modelo estructural de Cox, el empleo del bicarbonato, no se asoció con más mortalidad, en pacientes con LRA y acidosis metabólica, sin embargo, podría ser beneficioso en algunos grupos de pacientes como pancreatitis, acidosis severa y en pacientes con déficit de bicarbonato (<50 kg/mmol/L)¹⁸. Según Waskowski J. et al, en otro estudio retrospectivo en la Universidad de Bern, en Suiza el 2021, con un grupo que recibió bicarbonato de Na al 8,4% en infusión y otro como grupo control de pacientes quirúrgico, no mostró más mortalidad con el uso de bicarbonato en infusión a los 20 días, tomando en cuenta todas las causas¹⁹.

La mantención del equilibrio acido-base normal, eliminando los ácidos no volátiles como el amonio, absorbiendo y eliminando bicarbonato, son una de las funciones más importantes del riñón; esta excreción se ve comprometida en la enfermedad renal crónica (ERC), por lo que se genera una acidosis metabólica, con un valor de bicarbonato sérico <22 mmol/l; esta patología se encuentra presente en aproximadamente el 15% de los pacientes con ERC; en un estudio italiano en 10 centros de nefrología, en pacientes con ERC (III-V), se utilizó HCO3 vía oral (VO) como tratamiento, dos veces al día; se utilizó la mitad del déficit de Bicarbonato de sodio [(HCO3 deseado-HCO3 real)x el agua corporal total (ACT: peso x 0.5 en varón y 0.6 en mujer)], donde 1 mmol=84 mg de HCO3 es igual a 23 gr Sodio; finalmente se aumentó el 25% semanalmente hasta obtener un valor entre 24-28 mmol/l; sin embargo, no se notaron grandes diferencias en el valor de HCO3 hasta los 3 años de seguimiento; en relación con el requerimiento de TRR, los pacientes que recibieron HCO3, presentaron menos progresión de la ERC, menos duplicación de la creatinina, menos mortalidad y menor requerimiento de diálisis; sin embargo no presentaron diferencias en los días de hospitalización; en contraste la ERC se asocia a una acidosis metabólica, que empeora por el catabolismo proteico, oxidación de aminoácidos de cadena ramificada, reducción a la sensibilidad de insulina y desmineralización ósea, además se asoció a una disminución de la función cognitiva a pesar del uso de bicarbonato, por lo que aún se carece de evidencia científica; desde otra perspectiva, a pesar de la administración de una dosis de bicarbonato de sodio (0,8-1,1 mmol/kg/día, alrededor de 1,8 gr/día de sodio elemental), no se observó un aumento significativo de la presión arterial (PA)²⁰.

La infusión del bicarbonato puede aumentar aún más los efectos de la acidosis metabólica per se. El aumento precipitado del pH después del bicarbonato, conduce a un aumento de la afinidad hemoglobina- oxígeno por el efecto Bohr en las vías glucolíticas y la producción de lactato; en esa misma línea, se genera una disminución del Ca2+ plasmático debido a la quelación por la albúmina con la consecuente alteración de la contractilidad miocárdica y aumento del lactato; de igual forma el bicarbonato se comporta como un ácido débil ya que existe en equilibrio con el dióxido de carbono disuelto que se difunde rápidamente, aumentando la pCO2, causando acidosis intracelular.

Fuente: Adaptado de Coppola S. et al⁴

Figura 3. Efectos del bicarbonato de sodio en la acidosis metabólica. 

Es evidente que el uso del bicarbonato puede aumentar el pH de la sangre y la alcalinidad; pese a lo cual a mostrado datos de fallo de órganos, así como en un estudio de Estados Unidos en Cuidados Intensivos, donde se aplicó una regresión logística y de Cox para la evaluación de la formula del “desarrollo o exacerbación de disfunción orgánica (d/eDO)”, con aumento del SOFA mas de 2 en 7 días; este fue un cohorte retrospectivo que incluyo 1765 pacientes; la incidencia de d/eDO dentro los 7 días se incrementó significativamente en el grupo de bicarbonato en comparación al grupo sin bicarbonato (54,8 vs. 44,6 %, p<0,05), con disfunción del sistema nervioso central (SNC) (29,1 vs. 21,2%, p<0,05), coagulopatía (13,0 vs. 4,8%, p<0,001) y circulatorio (10.1 vs. 5,4%, p<0,05); no así en la parte respiratoria, hepática y renal⁷. No obstante un ajuste multivariado del uso de bicarbonato con falla multiorganica y con anión GAP, reflejo que si hay más compromiso hemodinámico, hay más riesgo de fallo de órganos, pero no así el FMO general [OR (95% CI): 1,39 (0,9, 1,85); p= 0,164]; en forma preliminar este fallo se arguye principalmente por la acidosis intracelular paradójica, donde el bicarbonato reaccionó con ácidos para formar agua y CO2, que se difunde fácilmente a través membranas celulares; la alta concentración de CO2 podría conducir esta misma ecuación a la inversa y generar H⁺ intracelular; por otro lado, la administración de bicarbonato de sodio redujo el calcio ionizado en plasma, género menor contractilidad miocárdica y aumento los niveles de lactato, lo que indujo a una lesión celular; de hecho, se encontró que la PaCO2 aumenta en 5 mmHg en 15 min después de la infusión de bicarbonato de 2 mmol/kg en pacientes con acidosis severa; finalmente los hallazgos de este estudio no demostraron una asociación entre la administración de HCO3 y el fallo de órganos en pacientes críticos con acidosis metabólica y hemodinamicamente estables; por el contrario con el compromiso del estado hemodinámico sin cambios durante la reanimación inicial, habría un potencial riesgo nuevo de d/eOD subsiguiente al uso de HCO3, (Figura 3)⁷.

Otro efecto potencialmente perjudicial es la generación de dióxido de carbono a partir del bicarbonato que puede provocar hipercapnia, especialmente en pacientes con insuficiencia respiratoria inminente y consecuente disminución del gasto cardíaco, adicionalmente son incapaces de compensar adecuadamente con la hiperventilación, en este sentido muchos de los estudios excluidos, fueron pacientes con acidosis respiratoria asociada¹¹; de la misma manera Coppola S. et al, indica que dentro la acidosis respiratoria aguda, sobretodo en pacientes con síndrome de distres respiratorio agudo, se maneja la hipercapnia permisiva, sin embargo se desconoce el beneficio del HCO3^-, al igual que en la acidosis metabólica⁴.

Otro de los beneficios estudiados del bicarbonato se explica en la fisiopatología de la nefropatía por contrastes, ocasionada por los medios de contrastes yodados ocasionando una disfunción renal iatrogénica con la elevación de la función renal en un 25% al basal (0,5 mg/dl o 44 pmol/l) en las 72 horas posterior a la administración de contrastes, que es una combinación de isquemia renal y toxicidad del epitelio tubular, generando radicales libres, sin beneficio al uso de bicarbonato y expansión con solución fisiológica en varios ensayos; por otro lado la cirugía cardiaca presenta LRA entre 3 y 52%, probablemente secundario a la hipoperfusion, injuria de isquemia/reperfusion, hemolisis, tampoco sin beneficio al uso de bicarbonato^4,21.

Desde otro punto de vista el uso del Bicarbonato de Na ha sido vital en algunos casos de intoxicaciones (antidepresivos tricíclicos, barbitúricos ácido acetilsalicílico, metanol, cocaína, etilenglicol, etc.); en marzo del 2012 fue lanzada por la FDA en una lista de medicamentos como tratamiento alternativo en algunas intoxicaciones y como una gran mayoría de los medicamentos presento una elevada demanda en los primeros años que luego fue normalizándose; uno de sus efectos es la alcalinización de la sangre y orina^22,23.

En relación con los pacientes sépticos, la mortalidad oscila entre 30-50% dependiendo de la severidad y la acidosis metabólica influye en la falla circulatoria y disminución de la sobrevida; la alcalinización extracelular se considera una opción terapéutica, siendo tiempo dependiente, tomando en cuenta el nivel del pH y bicarbonato, tal como lo indica Zhang Z. et al, quienes no demostraron beneficio con el uso de bicarbonato en infusión, pero si se descartaron los problemas respiratorios, empero se observó un beneficio en los pacientes con LRA (AKIN 2 a 3) y acidosis metabólica severa; tal como lo indico el estudio Francés BICAR-ICU, un ensayo multicentrico, randomizado, que no demostró beneficio en la mortalidad a los 28 días con el uso de bicarbonato en acidosis metabólica moderada a severa, por otro lado reflejo cierto beneficio en pacientes con pH menos de 7,20 y LRA (2 a 3), con disminución del requerimiento de la TRR, aunque es evidente que se necesitan más ensayos clínicos controlados^8,24.

Figura 4. Efectos del Bicarbonato de Sodio. 

Para sumar los trabajos realizados a nivel mundial, en un estudio observacional, retrospectivo con 18 UTI 's en Australia, Japón y Taiwán, se usó bicarbonato en forma precoz (6 horas), en pacientes con acidosis metabólica, sin embargo, no se asoció con más mortalidad (OR ajustado, 0,85; 95% CI, 0,44 a 0,62), por otro lado presento una asociación independiente con las dosis de vasopresores, presión arterial media (PAM) y PaO2/FiO2²⁵. En un estudio piloto, randomizado se utilizó el bicarbonato a una dosis de 1 meq/k y solución fisiológica en el grupo control, en pacientes con paro cardiorrespiratorio extrahospitalario prolongado, midiendo la gasometría arterial a los 10 y 20 minutos, el mismo pudo mejorar el estado acido- base con la elevación del HCO3, pero no así la recuperación de pulso (10%) y pronostico neurológico; en otro orden de ideas la hiperventilación disminuiría los niveles de PCO2 obtenido por la administración del bicarbonato²³. Al contarlo existen algunas recomendaciones que implican al uso del bicarbonato como estabilizador de la membrana en la hiperkalemia (>5,5 mmol/L), asociado a enfermedad renal crónica, aun con muchas pruebas contradictorias, resultando más favorable en pacientes con acidosis metabólica severa (Figura 4)^26,27.

Discusión

La acidosis metabólica es una patología secundaria a muchas enfermedades, siendo más comunes en las áreas críticas, con una mortalidad elevada; de esta manera podemos ofrecer una innumerable cantidad de tratamientos específicos, empero enfocadas en las patologías de base; algunos de estos como la optimización de la precarga con fluidos, mejoría de la contractilidad, vasoconstrictores, vasodilatadores para mejorar la post carga, hemocomponentes, terapia de reemplazo renal, etc. No podemos dejar de mencionar al uso del Bicarbonato de Na en cuidados críticos y salas de emergencia, sobre todo en patologías como la acidosis metabólica per se, cetoacidosis diabética, injuria renal aguda y crónica, entre otras; es evidente que el objetivo es mejorar el pH, subir el nivel del HCO3^- y así tener a un paciente más presentable, no obstante las recomendaciones son escasas para las diferentes patologías mencionadas, especialmente por los efectos secundarios del HCO3^- como la hipernatremia, hipocalcemia, mas afinidad del O2 a la hemoglobina, arritmias, acidosis metabólica intracelular, elevación del lactato sérico, vasodilatación sistémica, disminución de la contractilidad miocárdica y finalmente por la falta de estudios clínicos que propongan al bicarbonato como tratamiento específico en estas diferentes patologías.

Sin ir muy lejos, se ha nombrado que podría ser útil en estados de choque, aunque con escaso beneficio en pacientes inestables hemodinamicamente, sobre todo con fallo de órganos; desde otra óptica podría retrasar el requerimiento de TRR en la falla renal crónica y no así en la aguda; a pesar de que la evidencia es exigua; por otro lado, aún existe evidencia insuficiente en la acidosis láctica, cetoacidosis diabética por presentar un anion GAP alto, empero tampoco se demostró utilidad en patologías con anion GAP normal; otra de las limitantes fueron los pacientes con insuficiencia respiratoria, síndrome de distres respiratorio por la elevación de la PCO2 y su aumento concomitante por el uso del HCO3^-, de la misma manera aún no se tienen grandes beneficios en pacientes que desarrollan nefropatía por contraste, LRA en cirugía cardiaca, intoxicaciones por diferentes drogas, en el síndrome post parada cardiaca y la hiperkalemia. Por todo lo mencionado es importante identificar muy bien al paciente, esclarecer su diagnóstico y definir en forma idónea si podría beneficiarse del uso bicarbonato o no. Indicar su utilidad en pacientes con injuria renal para retrasar la TRR, acidosis metabólica severa, pero siempre ligado al manejo de la patología de base y en función de nuevos estudios clínicos.