CENTRO DE MEDICINA REGENERATIVA VITHAS XANIT
CMRX
JESUS BARRIONUEVO RODRIGUEZ LST Cert. # 51372
EL ROL DEL HELIO Y MEZCLAS HELIOX EN MEDICINA
Introducción
El helio es un gas noble muy liviano, inodoro, insípido e incoloro con un fuerte perfil de seguridad y múltiples aplicaciones. No es compatible con la combustión. Es único en que el punto de ebullición -452.1 ° F (-268.9 ° C) y los puntos de fusión -458 ° F (-272.2 ° C) son los más bajos entre los elementos. El helio es el segundo elemento más abundante en el universo. A pesar de esto, la mayor parte del helio en uso es un subproducto de la descomposición radiactiva subterránea y debe extraerse durante la producción de gas natural. El helio se utiliza para fines que requieren algunas de sus propiedades únicas: baja densidad, baja solubilidad y alta conductividad térmica.
El helio es el gas noble más ligero (4 g / mol). El único gas con una densidad más baja que el helio es el hidrógeno . El uso de hidrógeno es más limitado que el helio debido a su inflamabilidad en mezclas de aire. El helio (0.179 g / L) es 86% menos denso que el aire ambiente (1.293 g / L) y 8 veces menos denso que el oxígeno (1.429 g / L). Esta propiedad única ha sido fundamental para sus múltiples aplicaciones.
La alta conductividad térmica del helio da como resultado una temperatura corporal más baja, lo que podría provocar una disminución del metabolismo y una disminución del gasto energético .
Efectos del helio en diferentes órganos
Helio y el sistema respiratorio
El flujo de un gas depende de la densidad y la viscosidad de cada elemento dentro de una mezcla de gases. La baja densidad de helio reduce la resistencia de las vías respiratorias y promueve el flujo de aire a través de los pulmones. Heliox disminuye el trabajo de respiración (WOB) en pacientes con mayor resistencia de las vías respiratorias. Por lo tanto, se ha informado que el heliox es efectivo en diversas afecciones respiratorias, incluida la obstrucción de las vías respiratorias superiores, la exacerbación del asma, el estridor posextubación, el crup, la bronquiolitis, la enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC), el síndrome de dificultad respiratoria aguda (SDRA) y la función pulmonar prueba.
En asmáticos estables, se ha demostrado que Heliox condujo a una deposición más efectiva de partículas radiomarcadas en el pulmón . Durante las exacerbaciones agudas de asma aguda, se ha encontrado que albuterol nebulizado con Heliox mejora significativamente la espirometría en comparación con albuterol nebulizado con oxígeno, ya que el gas de baja densidad mejora la deposición de albuterol en las vías respiratorias distales. En los bebés con bronquiolitis por virus sincicial respiratorio moderado a grave (VSR), la terapia con Heliox mejoró sus puntajes clínicos y redujo la taquicardia y la taquipnea asociadas. Heliox también mejora la eliminación de CO2. En comparación con una mezcla de N2 / O2, el CO2 se difunde de cuatro a cinco veces más rápido en Heliox. Esta propiedad reduce significativamente la hipercapnia y normaliza el pH. Respirar Heliox aumenta la duración del entrenamiento físico que se puede realizar en pacientes con enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC), lo que aumenta los beneficios conocidos de un programa integral de rehabilitación pulmonar. En el estado asmático agudo en niños, la terapia con Heliox por inhalación mejoró significativamente el pulso paradójico, el flujo máximo y la disnea. Heliox también redujo el trabajo de respiración en los niños, con el potencial de prevenir la fatiga de los músculos respiratorios y la insuficiencia ventilatoria.
Helio y el sistema cardiovascular
Se ha demostrado que el tejido del miocardio puede protegerse contra la isquemia sometiéndolo a uno o unos pocos episodios isquémicos cortos antes de la isquemia. El preacondicionamiento temprano (EPC) o el preacondicionamiento tardío (LPC) antes de la isquemia o el post-acondicionamiento (post C) después de la isquemia miocárdica, mejoran la isquemia miocárdica . En un estudio sobre el tamaño del infarto de miocardio en conejos, tres ciclos de 5 minutos de helio, neón y argón al 70% redujeron modestamente el tamaño del infarto de miocardio.
También se ha demostrado que la inhalación de helio aumenta el efecto vasodilatador del óxido nítrico inhalado en los vasos pulmonares en perros hipóxicos. En comparación con el óxido nítrico (NO) en el gas nitrógeno (N2), la presión media de la arteria pulmonar disminuyó significativamente después de la inhalación de NO en el helio, lo que indica un mayor efecto vasodilatador del NO en el helio. Es probable que NINGÚN suministro a la periferia de los pulmones fue facilitado por el helio más que por N2 .
En un estudio de 17 hombres sanos sometidos a 15 minutos de ejercicio submáximo en un cicloergómetro Elema-Schonander mientras respiraban aire ambiente o Heliox, se demostró que Heliox mejoraba la tolerancia al ejercicio mientras reducía los niveles crecientes de lactato y piruvato en comparación con el aire ambiente .
Se ha demostrado que el helio protege el tejido del miocardio de la isquemia mediante diversos mecanismos diferentes. En fase experimental se ha practicado una oclusión de arteria coronaria descendente anterior izquierda (LAD) encontrándose que ;con una mezcla de gases de helio se observa un tamaño de infarto significativamente reducido en comparación con los grupos de control.
Se ha descubierto que la cardioprotección se debía a la activación de las quinasas de señalización pro-supervivencia y a la inhibición de la apertura de los poros de transición de la permeabilidad mitocondrial (mPTP). Más tarde, se ha descubierto que el helio mantiene la acidosis intracelular durante la reperfusión temprana, lo que inhibe la formación de poros de transición mitocondrial. En estudios posteriores, se ha descubierto que las especies de oxígeno reactivo (incluido el óxido nítrico), los canales de potasio regulados por adenosina trifosfato mitocondrial, y los receptores de opiáceos fueron responsables de los efectos cardioprotectores inducidos por el helio.
El helio protege el miocardio sano contra la isquemia y la lesión por reperfusión mediante precondicionamiento temprano y tardío (EPC, LPC) y poscondicionamiento (PostC).
Aplicación de helio en neurología
Los gases inertes más ligeros, el neón y el helio, no son anestésicos al menos hasta las presiones más altas que pueden tolerarse antes de que los efectos de confusión del síndrome neurológico de alta presión se vuelvan pronunciados . Relativo a estas altas presiones (~ 100 atm), las manifestaciones del síndrome nervioso de alta presión incluyen hiperexcitabilidad, temblores y convulsiones que actuarían para oponerse a cualquier efecto sedante o anestésico .
La evidencia de que el xenón tiene propiedades neuroprotectoras ha llevado a los investigadores a explorar si otros gases inertes tienen este potencial. Solo unos pocos estudios han investigado los efectos del tratamiento con Heliox o preacondicionamiento en el sistema nervioso, y el mecanismo aún no se ha elucidado adecuadamente.
Se ha comprobado que en un modelo in vitro de lesión cerebral traumática, el tratamiento con helio a presiones elevadas tenía efectos neuroprotectores. Sin embargo, en un estudio diferente in vitro de neuronas cultivadas, se ha valorado que el helio normobárico era perjudicial para la supervivencia neuronal después de la hipoxia y las células de riñón tubular. La razón de los diferentes resultados no se ha aclarado.
Aunque se han descubierto muchos objetivos farmacológicos para el xenón, aún no se han descubierto objetivos para el helio en su totalidad, lo que abre muchas oportunidades futuras de investigación.
Gas helio en cirugía
La cirugía laparoscópica ahora se realiza ampliamente en el tratamiento de diversas enfermedades abdominales. El procedimiento requiere distender el abdomen mediante insuflación con gas de dióxido de carbono para visualizar estructuras abdominales y proporcionar espacio para la manipulación de instrumentos médicos. El dióxido de carbono es absorbido por el peritoneo y altera los parámetros fisiológicos, que pueden complicar la cirugía: principalmente cambios en el corazón y los pulmones (cambios cardiopulmonares). Se ha realizado un metanálisis de todos los estudios que utilizaron otros gases médicos, óxido nitroso y helio, para crear el neumoperitoneo requerido para realizar cirugía laparoscópica abdominal. Sus resultados concluyeron que hubo menos cambios cardiopulmonares con helio que con dióxido de carbono .
Se ha encontrado que el helio es una alternativa segura como insuflante en pacientes de alto riesgo sometidos a cirugía renal laparoscópica. Los investigadores citan que los pacientes que más se benefician son aquellos con dificultad para eliminar el gas CO2 de su torrente sanguíneo, como pacientes con enfermedades concomitantes como EPOC, insuficiencia cardíaca congestiva, hipoxia crónica por derivación intrapulmonar, hipertermia maligna e hipoxia crónica por múltiples infartos pulmonares. En la cirugía general, se está explorando el helio como una prometedora alternativa al insuflador abdominal al CO2 porque en los ensayos de laboratorio y clínicos, el helio no ha producido la acidosis respiratoria comúnmente asociada con la insuflación con CO2 . Además, se ha observado que el neumoperitoneo de helio podría mejorar la recuperación de la motilidad gastrointestinal postoperatoria debido a la reducción de la hipercapnia y la acidosis en comparación con el neumoperitoneo CO2 .
La tecnología de plasma de helio también ha encontrado una aplicación en cirugía abdominal y laparoscópica. El plasma de helio se utiliza en la coagulación térmica de los tejidos, lo que despeja el sangrado del campo quirúrgico y mejora la visualización de los sitios de sangrado .
Conclusión
En conclusión, las muchas aplicaciones de gas de helio en medicina se deben a sus propiedades físicas y químicas únicas, que incluyen su baja solubilidad, alta conductividad térmica y baja densidad. El helio ha sido más estudiado como un posible complemento de la terapia respiratoria. Los estudios que investigan el gas de helio con respecto a la protección del miocardio después de la isquemia han dilucidado muchos mecanismos para un gas que alguna vez se pensó era biológicamente inerte. Con respecto a la neuroprotección, se requieren más estudios para dilucidar el mecanismo neuroprotector que el gas de Helio tiene sobre las neuronas y para resolver algunas controversias en la literatura. En la cirugía general, la aplicación de helio durante la cirugía laparoscópica tiene efectos beneficiosos que tradicionalmente no ofrece el dióxido de carbono. Asimismo en el tratamiento de la enfermedad descompresiva con pronostico de grave el Heliox ofrece una posibilidad terapeutica mas que reconocida y evaluada.
