Estandarización de la Actividad Mucociliar

Por medio de isótopos radioactivos en senos maxilares de pacientes sin patología sinusal

María Lorena Cárdenas, MD.

Resumen

El sistema mucociliar es uno de los mecanismos de defensa más importantes de la vía aérea ayudando a mantener un equilibrio entre el individuo y el medio ambiente que lo rodea.
Las partículas extrañas, bacterias, detritos etc, son atrapadas en la capa de moco y transportadas a la faringe donde son deglutidas ó expectoradas. Dado que el transporte de moco es realizado principalmente por los cilios, el conocimiento de la actividad mucociliar es muy importante para entender la fisiología del tracto respiratorio.
Existe limitada información acerca de la actividad mucociliar en los senos paranasales cuantificada objetivamente, a fin de determinar patrones normales de la llamada frecuencia de actividad ciliar (Ciliary Beat Frecuency).

Palabras clave: Actividad – Mucociliar – Seno – Maxila

Introducción

La frecuencia de la actividad ciliar empezó a ser investigada en 1844, cuando Martius utilizó un estroboscopio para determinarla.

Este método semicuantitativo es poco confiable a las bajas frecuencias de 6 a 20 batidos por segundo, debido principalmente a la diferencia de las fases entre los grupos de células y el movimiento metacrónico.

Esta actividad también ha sido estudiada por medio de fotografía de alta velocidad, con las desventajas de su costo y tiempo requerido para realizarse. Las mediciones más modernas de la frecuencia de barrido ciliar están hechas utilizando un microscopio con una pequeña apertura que permite que el haz de luz sea interrumpido por el batido ciliar.

Estas interrupciones son detectadas por un transductor fotocelular, y la frecuencia es grabada.

Otros métodos han empleado, el láser de Helio y Neón con un análisis espectral de la luz irradiada de las cilias. La mayoría de estudios indican una frecuencia de barrido ciliar de aprox. 1000 barridos por minuto. En los humanos ésta frecuencia no está bajo control directo neural, sino por estimulación mecánica; así mismo se ha observado que no hay diferencia entre la naríz y la tráquea.

Los estudios clínicos más relevantes de la función mucociliar, son realizados in vivo, ya sea midiendo la depuración mucociliar o el transporte.

Un buen número de estudios en la cavidad nasal han sido realizados en los cuales una sustancia insoluble o soluble se aplica a cualquier parte de la mucosa nasal, la mayoría de las veces en la parte inferior del cornete inferior.

Los marcadores solubles, presumiblemente se disuelven en el moco o más probablemente en el fluido periciliar. El marcador debe ser una sustancia visible o un agente que pueda ser degustado por los pacientes al alcanzar la orofaringe, como la sacarina.

Los marcadores insolubles probablemente imitan el transporte de sustancias que se quedan pegadas en la capa espesa del gel mucoso.

Ejemplos de ellos incluyen tinturas insolubles o pequeñas partículas visibles como sulfuro coloidal, discos de aluminio, etc.

Otras sustancias de transporte han incluido substancias marcadas radioactivamente, incluyendo la albúmina sérica humana. Los marcadores radio opacos, como los discos de teflón tratados con trióxido de bismuto también se han usado.

Dada su disponibilidad y relativa facilidad de uso, el test de sacarina ha sido la herramienta más utilizada en el screening de la dismotilidad ciliar. Este test se realiza colocando una pequeña cantidad de polvo de sacarina en alguna porción de la naríz, generalmente en el aspecto medial del cornete inferior, 1 ó 2 cm detrás de la cola. El punto final es aquel al cual el paciente se percata del sabor de la sacarina. Se le pide al paciente que evite sonarse la naríz, o hacer una aspiración fuerte y que degluta frecuentemente para así, poder determinar el tiempo exacto que toma para que la sacarina llegue a la orofaringe. El test de sacarina mide el tiempo más rápido del transporte. Un colorante puede ser mezclado con la sacarina, o colocado al mismo tiempo en el mismo sitio de la sacarina, para proveer otro método de medición. El uso de este colorante, ya sea soluble o insoluble, requiere una inspección de la orofaringe cada minuto.

Los test que utilizan marcadores radiopacos exponen al paciente a exámenes con rayos X de manera repetitiva. Aquellos que utilizan marcadores con actividad radioactiva, exponen al paciente a mínimas cantidades de radioactividad y requieren personal entrenado y equipos costosos para su realización. Estos marcadores sin embargo proveen datos no solo acerca del tiempo de transporte rápido, sino también cerca de la depuración.

Otros estudios que investigaron la depuración mucociliar, compararon los resultados obtenidos con el test de sacarina y los obtenidos con resinas marcadas radioactivamente, sin encontrar una diferencia mayor.

La relación entre la frecuencia de barrido ciliar y el transporte mucoso ha sido investigado utilizando un marcador de sacarinas con índigo carmín.

Se notó que el logaritmo del tiempo del transporte mucoso se correlacionaba bien con la frecuencia de barrido ciliar, concluyendo que el movimiento ciliar era el principal factor que afectaba el transporte en sujetos normales, más que las propiedades reológicas en si.

El rol de los senos paranasales en el transporte mucociliar es incierto. Se ha sugerido que contribuyen a suplir moco constantemente a lo largo del meato medio, lo cual puede ayudar al transporte mucociliar.
La producción de moco en los senos es pequeña comparada con la de la mucosa nasal, la cual está sujeta a mayores demandas fisiológicas.

El transporte mucociliar en el seno maxilar de cadáveres humanos tiene la forma de una estrella, irradiándose desde el piso del seno, en varias direcciones hacia el ostium. Este patrón continúa aún después de la fenestración del meato inferior.

Laitakari en 1983, realizó un estudio empleando polvo de Tantalium, insuflado a través de la punción realizada con Trocar, en 12 senos maxilares sanos y en ocho con patología sinusal. La distribución del polvo fue buena, en toda la superficie del seno, sobre todo si no habia secreción dentro del mismo, sin tener en cuenta el estado de la mucosa, pero fue poco satisfactoria en aquellos senos con secreciones. El polvo de Tantalum no causó ningún daño a los pacientes y la depuración de este medio de contraste proporcionó información adicional sobre la capacidad funcional del seno maxilar.

Otros autores como Aust y Drettner, en 1976, estudiaron el drenaje de un medio de contraste del seno maxilar por medio de cine roentografia en 11 pacientes sanos al sonarse y al hacer una asperción forzada. El tamaño funcional del ostium del seno maxilar fue medido por medio de un método manométrico. La aspiración forzada facilitaba el drenaje más que el sonarse, pero el efecto era mínimo para ambos procedimientos excepto cuando la aspiración forzada se hacia con la cabeza inclinada al lado opuesto al seno lleno. Se encontró que el tiempo requerido para el vaciamiento completo del seno del medio de contraste, estudiado en un período de varios días, era inversamente proporcional al diámetro funcional del ostium del seno maxilar.

Javer y Stevens en 1996 estudiaron la eficacia de la Scintigrafia nuclear en el diagnóstico y manejo de la sinusitis crónica; para ésto realizaron un estudio retrospectivo de pacientes en los cuales se les realizaron estudios con medicina nuclear para ayudar en el diagnóstico y manejo de su enfermedad sinusal, los candidatos ideales se escogieron entre pacientes previamente operados y no operados cuyos hallazgos tomográficos no podían diferenciar el engrosamiento mucoso benigno de la inflamación activa. La scintigrafia nuclear con Indium (In 11), Gallium (Ga-67), y Tecnecio (Tch-99m) fue utilizada para diferenciar una infección aguda de una inflamación crónica que envolvía hueso (osteitis) y/o mucosa.

Toda esta información fue útil para el manejo de estos pacientes. Los resultados de la Scintigrafia nuclear fueron comparados con los hallazgos durante la tomografía y durante cirugía.

Se encontró que el Indium 111 fue el mejor isótopo para identificar pus o enfermedad aguda en los senos mientras que el Gallium 67 fue muy bueno en identificar tanto cambios mucosos crónicos como enfermedad aguda. El Tecnecio 99 fue muy sensible para identificar cambios de remodelación ósea y por lo tanto no fue de utilidad si el paciente ya tenía una cirugía previa. Los autores concluyeron que la scintigrafía nuclear es útil en los casos en los que los resultados de la tomografía no son conclusivos.

Otros trabajos como el de Deitmer, en 1984 han estudiado el valor de la scintigrafía ósea en el campo de la otorrinolaringología; dicho estudio fue realizado con 18 pacientes con enfermedades neoplásicas o inflamatorias en el macizo facial y a quienes se le realizó scintigrafía óseea. Los resultados de la scintigrafía y de los hallazgos radiológicos fueron comparados con la extensión de la lesión que se encontró en el acto quirúrgico.

Materiales

Para realizar las punciones del seno maxilar, se utilizó un trocar de 1 mm de ancho por 9 cm de largo, con su camisa correspondiente.

La gamacámara fue ADAC modelo, Genesys EPIC 5 Single Head, compuesta por un detector digital EPIC rectangular de 3/8 de pulgadas con cristal NAI 20 pulgadas x 15 pulgadas, con 55 fotomultiplicadores de ganancia lineal conectados a 55 conversores A-D. El procesador tipo central, basado un Unix Sun Risc, y el colimador de alta resolución (Low Energy High Resolution).

Como medio de contraste se usó el Amerscan Hepatate II Tecnesium Colloid.

Los análisis de las gráficas y sus impresiones se realizaron en un computador Pegasys, y en la impresora Codonics EP 1650 color printer, respectivamente.

Técnicas

Se contó con la colaboración de un Médico Nuclear, así como de un técnico de la misma rama.

Se siguió un protocolo de imágenes cada minuto para un total de 60 min por paciente (total de 60 frames, 1 frame por minuto) con una matriz de 64x64x16.

La magnificación se obtuvo por medio de un zoom de 2.19, realizándose ROIS (Region Object Imagen) sobre el seno maxilar puncionado y sobre su pared medial, obteniéndose curvas donde se evaluaron los tiempos vs la actividad radioactividad, para obtener el tiempo medio de evacuación necesario para que la actividad radioactiva disminuyera a la mitad.

Previo a esto se realizó una corrección del decaimiento de la actividad del Tc 99m cuya vida media es de seis horas. En todos los pacientes se calculó 1 milicurio para el volumen de Tc 99, siendo esta una exposición mínima a un agente radioactivo, similar a la utilizada en los estudios de reflujo gastroesofágico en lactantes.

El volumen utilizado en el estudio vario para el Tc 99m entre 0.5 cc a 1cc, mientras que para el vehículo, en este caso la solución salina fue siempre constante (0.5 cc).

Financieros
El costo aproximado del estudio fue de 100.000 pesos para cada paciente.

Metodología

Se realizó un estudio de tipo descriptivo, para el cual se admitieron pacientes normales no fumadores (Cuatro hombres y cuatro mujeres), sin patología sinusal confirmada tanto clínica como escanográficamente, y sin ninguna otra patología del Tracto respiratorio superior ni inferior, los cuales asistieron a la consulta externa del Servicio de Otorrinolaringología.

Fueron estudiados, por medio de una punción de seno maxilar, diez senos paranasales distribuidos aleatoriamente. Cada paciente firmó un consentimiento escrito, en el cual se le explicaba el tipo de procedimiento a realizar, las posibles complicaciones y riesgos, y la libertad de rehusar el procedimiento.

Dichas punciones fueron realizadas con un trocar de 1 mm, previa colocación de cotonoides con 6 atomizaciones de Xilocaina al 1% y 2 cc de vasoconstrictor local (Oximetazolina 0.05%) en el meato inferior del seno maxilar a puncionar.

Inmediatamente luego de tener puncionado el seno maxilar, se introdujo una cantidad del radioisótopo Tecnecio 99 mas sulfuro coloidal, que vario entre 0.5cc y 1cc.

Adicionalmente a esta substancia, se le introdujo también solución salina como vehículo, en cantidades que fueron siempre de 0.5 cc.

Una vez ya introducido el tecnecio y la SSN, se retiraba el trocar, y se pasaba el paciente a la gamacámara, -con temperatura ambiente entre 15 y 18 grados centígrados- para iniciar la visualización de la depuración del radioisótopo, tomando imágenes cada minuto, para un total de 60 min, luego de los cuales el paciente se levantaba de la camilla de la gamacámara. Ningún paciente presento reacción al medio inyectado ni ninguna complicación ó efecto secundario inmediato o tardío. Todos los pacientes fueron estudiados de manera ambulatoria.

Resultados

Se encontró que el tiempo medio de evacuación fue en promedio de 40 min, sin influir en nada el lado puncionado.

Se vió que con un volumen mayor inyectado (1cc Tc 99mm mas 0.5cc SSN), en vez de 0.5cc Tc 99 más 0.5cc SSN, la actividad medida indirectamente observando la evacuación, fue más rápida en dos de los diez senos maxilares puncionados, sin que esto pueda ser concluyente como efecto en la actividad mucociliar, para lo cual más investigación es requerida.

En un paciente se encontró un patrón de movimiento circular hacia la pared anterior, dentro del seno maxilar, diferente al patrón en estrella stándar descrito en la literatura y, en este mismo paciente la evacuación no se observó durante los 60 min que se estuvo estudiando. En otra paciente se observó notoria asimetría en la altura de los ostiums maxilares, sin interferir esto en la evacuación del medio de contraste.

En los anexos, figuras 1 se muestran a la izquierda, un seno maxilar derecho y su halo de eliminación contiguo y a la derecha, la figura de un seno maxilar izquierdo, sin observarse en este ningún signo de actividad de evacuación tomado a los 4 min luego de la inyección del radioisótopo.

Figuras 1

En la figuras 2 a la izquierda s observa la correlación de las actividades de los senos, siendo el eje de la X el tiempo medido en segundos, contra la actividad radioactiva, representada en el eje de la Y; hacia la derecha se observa la misma gráfica, pero ya con la corrección correspondiente a la disminución normal de la radioactividad a medida que el isótopo va siendo eliminado.

Figuras 2

En la figuras 3 se observa como no hay variación a lo largo del tiempo en la actividad, lo cual nos indica que el medio de contraste no se eliminó en los 60 min establecidos. Esto ocurrió en 4 de los senos maxilares estudiados.

Figuras 3.

Conclusiones

1. La depuración mucociliar está sujeta principalmente a la actividad de las cilias más no a las propiedades reológicas de las sustancias a ser eliminadas, aunque el volumen puede jugar un papel importante.
2. La actividad mucociliar no siempre es lineal, ni homogénea dentro del mismo seno, sino que puede presentar un movimiento discontinuo que puede ser considerado como normal.
3. Existen sujetos en los cuales a pesar de no encontrar alteraciones clínicas ni escanográficas, eliminan el medio de una manera más lenta, y dichos sujetos pueden ser considerados como depuradores lentos, sin que ésto signifique alguna anormalidad.
4. Se necesitan más estudios in vivo para entender mejor la fisiología de la actividad mucociliar de manera objetiva y cuantificable.
5. Pueden existir factores no evidentes clínicamente, como infecciones virales que producen alteración o enlentecimiento de la depuración mucociliar en sujetos sanos.
6. Los factores físicos ambientales tales como la humedad y temperatura del medio deben ser tenidos en cuenta, y se necesita mayor profundización de este aspecto.
7. Las propiedades reológicas del moco nasal pueden no ser determinantes para la actividad mucociliar y debe tenerse en cuenta la participación de otros factores, como el rol del líquido periciliar y la interacción entre las cilias y la capa mucosa externa.

Aplicaciones

El presente estudio servirá como punto de partida para tener el patrón de normalidad de la actividad mucociliar para poderlo correlacionar con pacientes con patología sinusal, así como para entender y estudiar otros factores que puedan alterar el funcionamiento ciliar de los senos paranasales.

Correspondencia: Maria Lorena Cárdenas MD. Servicio ORL.Hospital Universitario la Samaritana.
Santafé de Bogotá, Colombia

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