La Calorimetría Indirecta (CI) resurge, ampliando su espectro de aplicaciones clínicas. Determina el gasto energético en reposo (REE), que es parte del gasto energético total, junto con la termogénesis inducida por la dieta y la actividad física. El valor de REE está influenciado por factores básicos, como tamaño del individuo y masa magra corporal, que son la mayor fuente de variación entre sexos. Otros factores como edad del paciente, profundidad y duración del sueño, influyen en el REE. Además, factores normalmente de baja influencia, como el trabajo respiratorio, adquieren notable peso en estados patológicos. Consecuentemente, la CI puede definir el requerimiento nutricional y la utilización de sustrato en cada paciente, evitando la sobrenutrición, sus complicaciones clínicas, y así disminuir los costos. Recientemente, la CI se perfila como una guía de creciente confiabilidad en el monitoreo de la disponibilidad de O₂ en el paciente crítico.

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      Indirect Calorimetry (IC) arises, amplifying its spectrum of clinical applications. It estimates the resting energy expenditure (REE), that is the principal part of the total energy expenditure, along with thermogenesis induced by diet, and physical activity. Basic factors affect the value of the REE, as corporal size and fat free body mass, which are the main variation sources among male and female individuals. Other elements as patient´s age, depth and lastingness of sleep, may also alter the REE. Also, factors that usually show low influence, as ventilatory work, increase their importance in pathologic conditions. In consequence, IC can achieve nutrition requirements, avoiding overfeeding, with its clinical complications, and thus, reducing costs. Lately, IC outlines as an increasing reliability guide to monitor oxygen delivery in critically ill patients.

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      Desde etapas precoces en la evolución de la humanidad, nuestros antecesores han asociado el calor del cuerpo humano con la vitalidad, y su contrapartida, el frío, con la muerte. Este concepto de "calor vital" ha perdurado a través de 1.500 años a pesar de los cambios doctrinarios que se han suscitado en la historia de la Medicina.⁽¹⁾
      Por su lado, la historia de la Nutrición estuvo íntimamente ligada a la evolución de los conceptos de la relación entre calor y energía. No es coincidencia que la ingesta de nutrientes se contabilice como "ingreso calórico" expresado en kilocalorías diarias como unidad de medida.
      La evolución de la Nutrición describe un punto de inflexión al adquirir características de disciplina científica, que algunos autores lo identifican en el momento en el que se desarrolla la calorimetría a mediados del siglo XVIII. Pero esto no fue notorio hasta que un siglo después, se profundizaron los conocimientos en la medición cuantitativa del gasto calórico en manos de Voit y Rubner, quienes provocaron que hubiera entre los años 1890 y 1930, la mayor interrelación entre la calorimetría y la nutrición en toda su historia. Por otro lado, Francis G. Benedict desarrolló en el Laboratorio de Nutrición del Carnegie Institution de Washington en Boston, numerosos estudios sobre el metabolismo basal en humanos, que a su vez sirvieron de base para la formulación de ecuaciones predictivas del gasto energético en reposo (resting energy expenditure: REE).⁽²⁾ Dichas ecuaciones tenían por objetivo establecer los estándares normales que, posteriormente, servirían como tabla comparativa contra los gastos energéticos de pacientes con diversas enfermedades.⁽²⁾ Una de las mayores utilidades clínicas de la calorimetría en esa época, fué la aplicación de la tasa metabólica basal (basal metabolic rate: BMR) en el diagnóstico y terapéutica de la enfermedad tiroidea.⁽³⁾ A posteriori, ya a mediados de siglo, ese lugar de preponderancia fue desplazado por los crecientes estudios sobre el conocimiento bioquímico de las enzimas y las vitaminas.
      Esta última situación provocó entre 1950 y 1980, una notable escasez de estudios científicos respecto a la medición y valoración objetiva del gasto energético humano mediante la calorimetría. Así lo reflejan las consideraciones, inquietudes y replanteos que generó Kinney en su artículo publicado en 1980, ⁽⁴⁾ referente a la introducción de un nuevo equipamiento diseñado para la valoración del intercambio gaseoso en la cama del paciente. A partir de allí, el incremento de la aparición en el mercado de dispositivos similares, se correspondió con una elevación en el número de trabajos científicos respecto al gasto calórico, y su relación con diferentes situaciones de la práctica médica diaria.^(5-7)

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      La calorimetría indirecta (CI) provee la siguiente información:

1. La medida del gasto energético o requerimiento calórico en 24 hs. reflejado por el gasto energético en reposo, el REE.
2. La medida de la utilización del sustrato, reflejado en el cociente respiratorio (respiratory quotient: RQ), cuando se obtienen mediciones concomitantes del nitrógeno urinario.

      El conocimiento de los muchos factores que afectan estos valores ha llevado a una variedad de aplicaciones clínicas. Por un lado, la CI ha conducido a la caracterización de la respuesta hipermetabólica al estrés por injuria. Además, ha permitido determinar el régimen nutricional según la asimilación más eficiente de los substratos, en diferentes procesos y estados de falla multiorgánica. Por otro lado, la CI ha influenciado la práctica y el cuidado intensivo diario, tal es el caso del calentamiento de las unidades de pacientes quemados y quirúrgicos en general, así como también el manejo nutricional del paciente con asistencia respiratoria mecánica (ARM) y la decisión del momento adecuado para suspender la misma (weaning de ARM). Por último, el monitoreo del consumo de O₂ (VO₂) mediante calorímetros indirectos, se perfila como un medio de creciente confiabilidad para la adecuación de la disponibilidad de O₂ (DO₂) en el paciente crítico.

Gasto energético en reposo.

      La calorimetría indirecta mide el VO₂ y la producción de CO₂ (VCO₂), y obtiene el gasto energético sobre la base de una serie de asunciones y ecuaciones matemáticas.^(6-9)
      El VO₂ es el mayor determinante del gasto energético, logrado por una de las mayores asunciones, la ecuación de Weir:⁽¹⁰⁾

GASTO ENERGÉTICO = [VO₂ (3,941) + VCO₂ (1,11)] 1440 min/dia
      Obviamente, el gasto energético en un paciente despierto, en reposo, durante el período postabsortivo, medido por CI, refleja el REE.^(11,12) Este valor es aproximadamente 10% mayor que el gasto energético basal (basal energy expenditure: BEE), el cual sólo puede ser medido durante el sueño profundo.^(11-13)
      Aunque la ecuación de Harris Benedict supuestamente predice el BEE, al ser evaluadas las condiciones del test original por diferentes autores, éstos sugieren que el valor obtenido es el REE.^(11,14) Otros estudios en cambio, aseguran que las variables que intervienen en dicha ecuación cuentan con las bases fisiológicas para una predicción confiable del BEE, y que sólo en sujetos francamente obesos la ecuación sobrestima éste valor.⁽²⁾
      El metabolismo del cerebro, el riñón, el corazón y el hígado, es relativamente constante y corresponde a un 60 a 70 % del REE.^(12,14) A su vez, este último representa del 75 al 90 % del gasto energético total, el resto se debe a la termo-génesis inducida por la dieta, a la temperatura ambiente, y a la actividad física.^(14-16)
      El REE posee una variabilidad significativa, que oscila entre los siguientes valores: 12,5 % en voluntarios normales medidos en forma horaria, durante 8 hs. en 2 días consecutivos, ⁽¹⁷⁾ 23,2 % en voluntarios normales medidos mensualmente durante 2 años, ⁽¹⁸⁾ 10 a 23 % en pacientes críticos, monitoreados durante 24 hs., ⁽¹³⁾ por último, el promedio de variabilidad diaria fue 15 % cuando las mediciones se realizaron en los días subsiguientes.⁽¹⁹⁾ Además, cuanto más grave es el estado del paciente, mayor es la variabilidad diaria, siendo de 12 % en el estable, y de 46 % en el más grave.⁽¹⁹⁾ En grandes grupos de pacientes con la misma enfermedad, la variabilidad diaria fue de 19 a 40 %.^(20,21) En pacientes quemados, con similar superficie y gravedad de lesiones, la variabilidad interindividual fue de 30 a 40 %.⁽²²⁾
      Existen factores básicos que afectan el REE. Uno de los más importantes es el tamaño del individuo, otro es la masa magra corporal. En este sentido, los hombres tienen mayor REE que las mujeres de igual tamaño porque tienen mayor masa magra. Esta diferencia entre géneros es mayor cuando el REE se expresa por peso corporal, e indistinguible cuando es por masa magra.⁽¹²⁾ También, el incremento de la edad se acompaña de descenso del REE, por el aumento de la grasa corporal y la disminución de los tejidos de sostén.⁽¹²⁾ Asimismo, el trabajo respiratorio, representa sólo 2 a 3 % del REE, pero este puede aumentar a 25 % en insuficiencia respiratoria.^{(19, 23, 24)}
      Además, la termogénesis inducida por la dieta, también afecta el REE, y en consecuencia, también el gasto energético total. Esto se evidencia claramente en pacientes que reciben nutrición enteral (NE) en bolo, en su justa medida, pues se incrementa de 8 a 10 % durante las siguientes 3 a 6 hs.⁽²⁵⁾ Sin embargo, cuando la NE se administra en forma continua, el REE de 24 hs. disminuye a valores que oscilan entre 4 a 8 %.^(25,26) Esta mayor eficiencia energética, se debería a que, en la modalidad continua, no habría pérdida de energía debido a la formación de depósitos en tejidos específicos.^(26,27) Por otro lado, cuando existe "sobrealimentación relativa" favorecida por la NE en bolo, hay lipogénesis, y, por lo tanto, se incrementa el REE a 25 %.^(28,29)
      La profundidad y duración del sueño, afectan el gasto energético, y son responsables de las variaciones diurnas del REE.⁽¹³⁾ Si un paciente duerme poco, existe poca diferencia en el gasto energético en el período de 24 hs., y la diferencia entre el gasto energético total y el REE puede ser sólo de 5 %. En cambio, si el paciente duerme más, esta diferencia se eleva hasta 15 %.⁽¹³⁾

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      La protocolización del método se inicia con la correcta preparación del paciente para el estudio. Se debe colectar orina de 24 hs a los fines de poder incluir en los datos calorimétricos el nitrógeno excretado en el día previo al estudio. La CI puede realizarse tanto en niños como en adultos, en carácter de pacientes ambulatorios como internados, ya sea en la sala general como en la de cuidados intensivos (Figura 1). Si el paciente está internado, y recibe nutrición enteral y/o parenteral, en forma continua, se debe tener la precaución de no alterar dicho régimen las 12 hs. previas al estudio. En cambio, si el plan de administración es intermitente, se aconseja no administrar nutrientes previamente, al menos por 4 horas.⁽³⁰⁾ En el caso particular que se desee hacerlo con el paciente en ayunas, el régimen nutricional debe ser suspendido la noche previa al estudio. Se deben evitar los procedimientos de rutina de enfermería (rotación, higiene, toma de signos vitales, etc.) en la hora previa al estudio. Si el paciente padece de dolor, se administran analgésicos, y si está con cierto grado de agitación, se administran sedantes de 30 a 60 minutos antes del estudio.⁽³¹⁾ Si el paciente está ventilado mecánicamente, no debe alterarse su programación en los 90 minutos previos a las mediciones.^(31,32)

Figura 1. Realización de una Calorimetría indirecta con canopy en un paciente ambulatorio.
      Los equipos de calorimetría indirecta disponibles en la actualidad, poseen distintas características, y ofrecen una variedad de estudios que pueden llevar a cabo. En la Tabla 1 se describen los mismos en forma comparativa.

Marca Modelo	Sensor Medics 2900	Cybermedics Metascope	MedGraphics CCM/CPX	Vital Signs VVR/VVR-Q
Sistema de Colección	Sistema abierto	Sistema abierto	Sistema abierto	Sistema abierto
Método de Medición	Dilución en cámara mezcladora y B x B*	Cámara mezcladora	B x B*	Sistema de llenado
Toldo (canopy)	Sí	Sí	Sí	No
Máscara Facial y/o Boquilla	Sí	Sí	Sí	No
Analizador de O2	Circonio	Paramagnético diferencial	Circonio	Reservorio de O2
Analizador de CO2	Infrarrojo	Infrarrojo	Infrarrojo	CO2 no medido/ CO2 absorbido
Informatización	Base de datos IBM	Microprocesador propio/interface IBM	Base de datos IBM	Microprocesador propio/base de datos IBM
OPCIONALES    Ejercicio*    Espirometría*    Capacidad de    Difusión*	Sí Sí Sí	No No No	Sí Sí Sí	No No No

* B x B: Método de respiración por respiración.
Tabla 1. Descripción comparativa de calorímetros indirectos.

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      Desde el punto de vista hasta ahora teórico, el mayor potencial de la calorimetría indirecta es el de definir el régimen nutricional para la nutrición parenteral total (NPT), es decir, que cumpla exactamente con los requerimientos energéticos del paciente, y que evite la sobrenutrición. En este sentido, las recomendaciones previas para NPT resultaron en regímenes hipercalóricos, que aportaban un exceso del orden de 3.000 a 5.000 Kcal. al día.⁽³⁰⁾
      La sobrenutrición puede conducir a la disfunción hepática, a la hiperglucemia, a la elevación del nitrógeno ureico en sangre, el aumento del colesterol y de los triglicéridos, el retardo en la salida del respirador, la sobrecarga hídrica, los estados hiperosmolares, y el incremento en la secreción de norepinefrina y catecolaminas en orina.^(30,33) Otros estudios han demostrado esta situación, en el contexto de los músculos respiratorios, al incrementar la VCO₂, el volumen minuto respiratorio (VE) y el RQ.^(34-37) Éste último, se halla relacionado con un aumento de la frecuencia respiratoria (FR) y una disminución del volumen corriente (VC).⁽³⁸⁾
      Tomando como base las mediciones exactas de los requerimientos energéticos realizados por calorimetría indirecta, se debe hallar el régimen más adecuado para las necesidades del paciente, ^(32,35-43) y así evitar la sobrenutrición.

Este potencial de la calorimetría indirecta es aún discutido en la literatura.

      Esto se traduce en un debate académico entre sí se justifica realizar determinaciones del REE mediante ecuaciones predictivas o lecturas calorimétricas.^{(11,15,19,44-47)} De todas las ecuaciones predictivas, la de Harris Benedict parece ser la más confiable a través del tiempo. Sin embargo, esta situación desmejora cuanto más crítico o injuriado se encuentra el paciente, y aún más si es obeso. A su vez, cada paciente presenta una respuesta particular ante un mismo nivel de estrés o agresión.^(11,12,15) Contrariamente, la CI ha demostrado, suficientemente, la seguridad y reproducibilidad de sus mediciones al momento de compararse contra otros métodos tales como calorimetría directa, quema de metanol y espectrometría de masa.⁽⁴⁸⁾
      En un estudio, pacientes quemados fueron randomizados al recibir nutrición enteral de acuerdo a la fórmula de Curreri, y por la CI. El primer grupo recibió un ingreso acumulativo promedio correspondiente al 43 % por encima de sus requerimientos energéticos. El segundo grupo recibió un ingreso acumulativo que fue superior a su REE en un 20 %. Sin embargo, ambos grupos, a pesar de la obvia sobrenutrición del primer grupo, no presentaron diferencias significativas respecto a su evolución clínica y laboratorial, ni a las complicaciones y alta médica.⁽⁴⁹⁾ En este sentido, algunos autores sostienen que las mediciones exactas de los requerimientos energéticos que caracteriza a la CI, no son tan necesarias debido a que la sobrenutrición estaría "protegida" por el hecho de que, la administración real de nutrición enteral está siempre por debajo del 75% del régimen prescrito en la práctica médica. Las causas más frecuentes de esto serían: la suspensión de la administración por volúmenes gástricos residuales elevados, la realización de estudios diagnósticos, la aparición de diarrea, los problemas mecánicos de las sondas de alimentación, etc.⁽³⁰⁾ Esta situación se minimiza, pero no se suprime significativamente cuando se nutre al paciente de manera mixta enteral/parenteral.⁽⁵⁰⁾

Evitando la sobrenutrición, la mayor ventaja es el ahorro potencial en los costos

      Mullen, por su parte, estimó que los regímenes nutricionales basados en lineamientos publicados a partir de ecuaciones predictivas, poseen rutinariamente 500 a 2.000 Kcal. al día, más que aquellas prescripciones basadas en la calorimetría indirecta.⁽³⁰⁾
      Por otro lado, Foster evaluó 191 ecuaciones predictivas para designar regímenes nutricionales en 100 pacientes. Del uso de estas fórmulas predictivas, resultaron recomendaciones con una media de 1076 Kcal. al día por cada paciente, en exceso con respecto de aquellos requerimientos obtenidos por CI. Por lo tanto, debido a las determinaciones por CI, existiría una reducción teórica de un 22 % en los costos del soporte nutricional.⁽¹⁵⁾ Otros estudios también analizan esta misma relación costo-beneficio.^(44,45)

La CI en la determinación de la capacidad del paciente en el weaning de la ARM.

      El costo de oxígeno respiratorio (oxygen cost of breathing: OCB) es determinado por la sustracción del VO₂ del paciente en asistencia respiratoria mecánica, estando en "tubo en T" (con ventilación espontánea), mediante un calorímetro indirecto. Se ha observado que éste es un fuerte predictor del weaning de la ARM.^{(7, 51-54)}
      Lewis y sus colaboradores, demostraron que los pacientes que fueron destetados satisfactoriamente de la ARM tuvieron un OCB medio de 7,7 %, mientras que aquellos que no pudieron ser destetados y permanecieron en ARM, presentaron un OCB medio de 24,7 %.⁽⁵³⁾ En otro estudio, Shikora y su grupo, demostraron que, un OCB de 15 % como un punto de referencia comparado con los criterios más tradicionales, mostró poseer un valor predictivo mayor en la determinación de los pacientes que deben ser destetados, de aquellos en los que no es posible.⁽⁵²⁾

Uso de rutina de la calorimetría indirecta en el alta de los pacientes

      Ya se han analizado anteriormente las consecuencias de la sobrenutrición en la morbimortalidad de los pacientes.
      En un estudio realizado con pacientes en estado crítico, pertenecientes una unidad de terapia intensiva quirúrgica, la provisión de calorías diarias por parte de la NPT fue comparada con el gasto energético medido diariamente por CI. Un grupo de 55 pacientes, que demostró un balance acumulativo positivo, tuvo una mortalidad del 26 %. En contraste, 17 pacientes que desarrollaron un déficit acumulativo calórico superior a 10.000 Kcal., presentaron una mortalidad asociada del 76.4 %.⁽⁵⁵⁾
      La subnutrición también promueve el deterioro del status nutricional, y por ende, esto se correlaciona con un incremento en la estadía hospitalaria y morbimortalidad.^(56-58) Este mismo efecto negativo y de rápida progresión, según el grado de gravedad del individuo, ha sido objetivizado en modelos animales, especialmente en situaciones de hipoxia tisular.^(59-60) En humanos, a nivel de los músculos respiratorios la subnutrición promueve su incapacidad funcional, ^(61-63) disminuye la respuesta ventilatoria a la hipoxia e hipercapnia, ⁽⁶⁴⁾ favorece el establecimiento de procesos infecciosos respiratorios ⁽⁶⁵⁾ y el retardo del destete del respirador (ARM).⁽⁶⁶⁾ En pacientes con compromiso encéfalocraneano, impide una recuperación o mejoría del estado de conciencia.⁽⁶⁷⁾ Se requiere de al menos un 50% de los requerimientos calóricos, administrados por vía enteral, en modelos animales con quemaduras extensas, para reducir significativamente la traslocación bacteriana a nivel intestinal.⁽⁶⁸⁾

El monitoreo del VO₂ es una guía útil para la adecuación de la DO₂ en el paciente crítico.

      Desde el momento en que Lavoisier, en 1784, obtuvo en modelos animales la primer medición del VO₂, y Adolf Fick estableció la relación entre VO₂, volumen minuto cardiaco (Qt), contenido arterial sistémico de oxígeno (Cao₂) y contenido venoso mixto de oxígeno (Cvo₂) mediante su ecuación "invertida":

VO₂=Qt (Cao₂-Cvo₂)

la forma y los instrumentos de medición del denominado VO_2Fick, han ido evolucionando a través del paso del tiempo, utilizando actualmente sofisticados catéteres de Swan Ganz y analizadores de gases en sangre. No obstante este desarrollo no está exento de errores e inseguridades respecto a las determinaciones del Qt y de la diferencia entre los contenidos de oxígeno arterial y venoso mixto⁽⁶⁹⁾, especialmente ante Qt elevados en cuadros clínicos que cursan con hiperdinamia. Esta situación, se minimiza en parte, utilizando catéteres con mediciones del Qt por termodilución en forma continua, en sistemas computarizados.⁽⁷⁰⁾
      El VO₂ obtenido mediante CI se denomina VO_{2calorimétrico}, y no está sujeto a las influencias del Qt, pero sí a inestabilidades de la VE y en altas fracciones inspiradas de O₂ en pacientes en ARM.^(71-73) Otros factores que influencian éstas mediciones son: los gases humidificados y calentados, la presión positiva al final de la expiración, la pérdida de gases a través de los balones de los tubos endotraqueales, del drenaje torácico. También, una ARM con condiciones de ventilación inestables⁽⁷⁴⁾, el tipo de sedación y de bloqueo neuromuscular del paciente.
      Sendos estudios han comparado la seguridad y reproducibilidad de los VO_2Fick y VO_{2calorimétrico} en el paciente en ARM.^(75-79) Los resultados muestran al VO_{2calorimétrico} con una baja variación intra paciente y una alta reproducibilidad respecto del VO_2Fick. En síntesis, el VO_{2calorimétrico} es un método excelente para medir el VO₂ en el paciente crítico.⁽⁷⁹⁾ No obstante, su aplicabilidad en la práctica diaria en unidades de cuidados intensivos, por el momento queda relegada a actividades de investigación y entendimiento de la fisiología y fisiopatología de los cuadros de situaciones que allí se presentan.⁽⁸⁰⁾

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      A través de todo lo expuesto, se ha evidenciado el rol importante que ha jugado en el siglo pasado la calorimetría indirecta. Especialmente, respecto a un mejor entendimiento de la respuesta metabólica inducida por estrés y de los principios clínicos y fisiopatológicos involucrados. Pero, lo más importante radica en la potencialidad de este estudio, que permitirá en el futuro hallar respuestas a los interrogantes respecto de las más variadas situaciones clínicas, nutricionales y no nutricionales.
      Por otro lado, las limitaciones de la calorimetría indirecta pasan por el costo elevado del equipamiento, las técnicas dificultosas de calibración y la operatividad a la hora de realizar una calorimetría indirecta en el paciente crítico. Una determinada institución médica, que desee mejorar significativamente la potencialidad de la calorimetría indirecta, deberá hacer hincapié en el desarrollo de protocolos estrictos para la realización del test con el fin de evitar las fuentes de error, y en la formación y entrenamiento de un equipo multidisciplinario de profesionales que sepan interpretar los resultados obtenidos, y tomen las conductas médico nutricionales adecuadas.
      Por último, más allá de estas limitaciones relativas, la calorimetría indirecta resurge con mayor ímpetu ya que ha probado ser más confiable y segura desde el punto de vista nutricional. A su vez, ha ampliado su gama original de prestaciones, hacia aspectos no nutricionales y de indudable importancia en el paciente crítico.

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