Dr. Alejandro Núñez
Cirujano general, Laparoscópista y Estético
Si hay un capítulo más interesante en el dominio de un cirujano, es éste. Quien logre manejar al dedo y con conocimientos profundo todo lo tratado en él, se podría decir que es buen cirujano.
La agresión traumática da lugar a importantes procesos metabólicos, proporcionales con la intensidad de la agresión sufrida, y aunque estos son más evidentes en las dos primeras semanas tras el trauma, suelen persistir y exigen un adecuado soporte nutricional. En esta respuesta metabólica se distinguen dos fases evolutivas. La primera, posterior a la lesión es la fase de hipometabolismo o choque (EBB), debida a la intensa actividad simpática adrenal inicial, con caída del gasto cardíaco, disminución del transporte y consumo de oxígeno, el gasto energético y la temperatura corporal, todo ello asociado a un aumento de las concentraciones sanguíneas de la glucosa, lactato y ácidos grasos libres, pudiendo esta fase durar horas. La segunda es la fase de hipermetabolismo (FLOW) que presenta a su vez dos fases evolutivas, la fase aguda y la fase de adaptación. La primera, se desarrolla en el período post-reanimación, luego de que se logra la estabilidad hemodinámica y la correcta saturación tisular de oxígeno, posterior a la respuesta adrenérgica inicial. Se liberan citocinas pro inflamatorias de fase aguda (TNF, IL-6 e IL-8) y eicosanoides, disminución de citocinas reguladoras (IL-1, IL-2, IL-10, IFG), se activa el eje hipotálamo-hipófisis-suprarrenal ocasionando la liberación de hormonas contra reguladoras, las cuales actúan de forma sinérgica al oponerse a los efectos de la insulina, de esta manera su acción a corto plazo consiste en conservar la glicemia mediante un estado hipermetabólico, con aumento de la glucólisis, gluconeogénesis y lipolisis, inhibición de la síntesis proteica y aumento de la proteólisis, además a largo plazo van a producir alteraciones inmunitarias.
Se describen las características y las diferentes fases de la respuesta sistémica al trauma. También se hace referencia a la interacción neuro-endocrino-inmunitaria en la respuesta y a las consecuencias metabólicas posteriores a la lesión, que fueron determinadas mediante la revisión actualizada de documentos y revistas nacionales e internacionales, con el objetivo de profundizar en el estudio de las principales alteraciones metabólicas que desencadena el trauma. Las capacidades del organismo para poder sobrevivir, cuando ocurre un trauma importante, pueden ser insuficientes, de ahí la necesidad de apoyo, que resulta decisiva. Comprender los elementos descritos en la respuesta inmunometabólica y la complicación séptica, se consideran vitales, así como el control de las alteraciones posteriores a la injuria.
Palabras clave: traumatismo múltiple, heridas y lesiones, complicaciones, inmunidad celular y humoral, respuesta metabólica.
ABSTRACT
Traumatic aggression leads to significant metabolic processes, in proportion to the intensity of the aggression suffered, and although these are more obvious in the first weeks after trauma, they remain and demand an appropriate nutritional support. The characteristics and the different phases of systemic response to trauma are described. Also, authors make reference to the interaction neuro-endocrine-immune in the response and to the metabolic consequences after injury, determined by means of the updated revision of documents and of national and international journals to deepen in the study of the major metabolic alterations triggering the trauma. The abilities of the organism to survive, when occur a significant trauma, may be enough, hence the need of support which is decisive. To understand the elements described in the immuno-metabolic response and the septic complication, are vital, as well as the control of alterations after injury.
In this metabolic response two evolutionary phases are distinguished. After the injury, the hypo-metabolism or shock phase (EBB) occurs, the observed changes are due to the intense initial adrenal sympathetic activity, which causes a drop in cardiac output and with it, a decrease in oxygen transport and consumption. energy and body temperature, all associated with increased blood concentrations of glucose, lactate and free fatty acids; this phase can last for hours.
The hyper metabolism phase (FLOW) has two evolutionary phases, the acute phase and the adaptation phase; the first, develops in the post-resuscitation period after hemodynamic stability and correct tissue oxygen saturation is achieved, after the initial adrenergic response, acute phase pro-inflammatory cytokines are released (TNF, IL-6 and IL -8) and eicosanoids, decrease in regulatory cytokines (IL-1, IL-2, IL-10, IFG), the hypothalamic-pituitary-adrenal axis is activated causing the release of counter-regulatory hormones, which act synergistically by oppose the effects of insulin, in this way its short-term action consists of maintaining glycemia through a hypermetabolic state, with increased glycolysis, gluconeogenesis and lipolysis, inhibition of protein synthesis and increased proteolysis, in addition to long-term term will produce alterations
Key words: Multiple trauma, wounds and injuries, complications, cellular and humoral immunity, metabolic response.
ANTECEDENTES HISTORICOS
A finales del siglo XVIII, mientras la tendencia en la medicina era la de tratar de clasificar y definir las reacciones del organismo a lesiones orgánicas y otras enfermedades críticas, John Hunter, cirujano y biólogo inglés, sugiere que la respuesta biológica a la lesión tiene una índole benéfica, postulando que durante el trauma existe un proceso de especial importancia, el cual no pertenece al daño, sino al intento de cura. Es en1920 cuando Aubb comienza a relacionar la respuesta del metabolismo en relación a la severidad del choque, describiendo que la disminución del metabolismo basal es directamente proporcional a la severidad de éste. Entonces en 1928, Landis, haciendo referencia a la hipoxia tisular, postula que la asfixia de los tejidos puede ser un factor de incremento de la permeabilidad capilar. Carrel y Baker en la misma década hablan de que la alteración del metabolismo del tejido dañado juega a la vez un papel importante en el proceso de reparación del mismo y en el 1942, Cuthberson elabora las bases de la respuesta metabólica a una agresión, determinando los conceptos de edema reaccionario e inflamación traumática.1
INTRODUCCIÓN
La obra Principios de cirugía, de Schwartz menciona que los cambios metabólicos que se presentan en consecuencia de casi todo tipo de lesión deben ser considerados en su conjunto como la respuesta metabólica al traumatismo. Se dividen en:
1) Cambios metabólicos y de energía
2) Cambios metabolismo del agua y electrolitos, y
3) Cambios locales de la herida.
Éstos, se relacionan con la modificación neuroendocrina sistémica y local, participando en la respuesta de modo integral: los señaladores celulares, la migración celular y la liberación de mediadores que activan el sistema inmunológico y vascular.1
El paciente quirúrgico, como ejemplo, está expuesto a varios tipos de agresiones, entre los que se cuentan la operación, la anestesia, el trastorno emocional, los periodos de ayuno y las alteraciones biológicas propias de la enfermedad, así como los crecimientos tumorales o las lesiones sufridas de manera accidental. Si la magnitud de la agresión es suficiente, la respuesta local se rebasa y los estímulos desencadenan una respuesta unitaria en la que interviene una multitud de sistemas regulados por los mediadores químicos. A esta respuesta inmoderada se le conoce como el Síndrome de respuesta inflamatoria sistémica (SRIS), el cual se caracteriza por la liberación descontrolada de los mediadores.
En el lenguaje cotidiano se identifica el cuadro clínico como el “ataque al estado general” y esta frase describe las manifestaciones objetivas de los trastornos que ocurren en la producción y uso de energía, es decir, de la repercusión sobre el estado metabólico del enfermo. Al producirse el insulto, donde exista un compromiso importante del organismo este va a responder con una serie de eventos neuroendocrinos y humorales para lograr un equilibrio. La respuesta desencadenada se considera: universal, porque no posee distinción ante los estímulos que la desencadenan; estructural, porque mantiene una relación constante entre sus elementos; y proporcional, al relacionarse con la intensidad del agente agresor.1
La lesión hística o del tejido es la “estrella” de la situación en donde se producen los estímulos, que se traducen en los receptores, los cuales envían señales aferentes al sistema nervioso central (SNC). En él, estos impulsos son debidamente integrados con otros y, en conjunto, generan un grupo de estímulos eferentes, los que a su vez estimulan o inhiben la liberación de un gran número de efectores que producen importantes reajustes fisiológicos dirigidos a recuperar la homeostasis. Mientras más intenso sea el daño, más intensa será la respuesta.1,2
FASES DE LA RESPUESTA SISTÉMICA
En 1942, Sir David Patton Cuthbertson y otros dividen la respuesta metabólica de los pacientes lesionados en dos fases: una inicial de decadencia o hipodinámica (ebb phase) y una segunda de flujo, de aumento o hiperdinámica (flow phase).2-5
La fase hipodinámica corresponde a la consecuencia inmediata de la lesión, como resultado de la pérdida de fluidos corporales y suele durar horas. Es un verdadero estado de declinación de la vitalidad, con gran inestabilidad cardiovascular que, de no ser corregida, conlleva al paciente a evolucionar hacia la necrobiosis y la muerte. Cuthbertson la denominó ebb, como símil a la ola que choca contra la playa (fenómeno que representa el trauma) y luego retrocede al mar.2,6 Durante esta fase, debido al estímulo enviado por los barorreceptores al detectar la pérdida de la resistencia vascular, se produce un incremento en la actividad simpática.6
El período de compensación corresponde con la fase hiperdinámica o catabólica, que puede persistir, hasta por semanas. Éste se caracteriza por un gran estrés metabólico, un estado cardiovascular hiperdinámico y una acelerada producción hepática de glucosa a expensa de aminoácidos, lo cual se traduce en hiperglicemia mantenida. La manifestación más significativa de esta fase es el persistente balance negativo de nitrógeno, como expresión directa de la degradación proteica corporal. Es la fase de hipermetabolismo o hipercatabolismo, la de resurgimiento de la vitalidad, como el torrente de regreso de la ola.2
En 1953, Francis D Moore describe una tercera fase, que aparece cuando prevalecen los sistemas compensadores, el gasto de energía disminuye y el metabolismo cambia nuevamente a las vías anabólicas. Es la llamada fase anabólica, de reparación o de convalecencia, en la que por un período prolongado (meses) se produce la cicatrización de las heridas, el crecimiento capilar, la remodelación hística y la recuperación funcional.1,2,6,7
INTERACCIÓN NEUROENDOCRINOINMUNITARIA EN LA RESPUESTA AL TRAUMA
Se han informado las disímiles interregulaciones existentes entre estos tres sistemas.8 Tras la noxa se desarrolla un conjunto de reflejos neuroendocrinos, inducidos por una serie de estímulos (dolor, hipovolemia, miedo, ansiedad, hipoxia y cambios en la temperatura corporal), denominados arco aferente, provenientes del sitio de la lesión. Estas señales aferentes, captadas por los receptores, son transmitidas al SNC.7,9,10
La respuesta neuroendocrina e inmunitaria a la lesión que se desencadena constituye la rama eferente de la reacción y funciona como mediadora entre los efectos primarios de la agresión y las ulteriores alteraciones metabólicas que guardan una relación directamente proporcional con la intensidad de la agresión.6,11
La respuesta que inicia el SNC activa el sistema nervioso simpático y con él, el eje simpático-suprarrenal o adrenérgico, con el consiguiente incremento súbito y de corta duración, en la concentración plasmática de las catecolaminas (adrenalina y noradrenalina). Esta intensa descarga simpático-adrenérgica inicial, con predominio de la estimulación alfa, es responsable de los cambios hemodinámicos que disminuyen los efectos de la hipovolemia y la hipoxia en órganos vitales como el cerebro y el corazón.6,10-12 Las acciones metabólicas de las catecolaminas, luego de la injuria, incluyen glucogenólisis, gluconeogénesis, lipólisis y cetogénesis en el hígado e inhibición de la captación de glucosa, estimulada por insulina, en el músculo estriado.10
A continuación, la respuesta adrenérgica inicial, las señales provenientes del foco traumático por vía nerviosa y la acción de algunas citocinas liberadas durante la fase aguda (TNF, IL-1 e IL-6), activan el eje hipotálamo-hipófiso-suprarrenal, lo que estimula la liberación de las llamadas hormonas contrarreguladoras: glucagón, adrenalina, noradrenalina, hormona del crecimiento (GH) y glucocorticoides (cortisol).9,10,13
En conjunto, estas hormonas se oponen a los efectos de la insulina, que constituye la principal hormona que inhibe la gluconeogénesis.14,15 Las hormonas contrarreguladoras responden a la hipoglicemia y actúan en forma sinérgica para incrementar la producción hepática de glucosa.9
Ya en plena fase inicial o de declinación, pero, sobre todo, durante la fase de flujo, las hormonas contrarreguladoras están aumentadas. Su acción a corto plazo, consiste en conservar la glicemia mediante un estado hipermetabólico con gran flujo de sustratos desde la periferia hasta el hígado, aumento de la glucólisis, de la gluconeogénesis, de la ureagénesis y del nivel de ácidos grasos y aminoácidos en la sangre.10,16 A largo plazo estas hormonas aceleran el catabolismo, debido al hipermetabolismo mantenido por el aporte endógeno; también se producen alteraciones inmunitarias.9,10,17
El cortisol tiene efectos inhibitorios sobre la inmunidad celular. Esta hormona estabiliza la membrana de los lisosomas, por lo que hace menos probable la fusión del lisosoma con el fagosoma. De la acción del cortisol depende el efecto proteolítico del TNF, el cual estimula la lipólisis y potencia la acción de otras hormonas lipolíticas.6,9 La GH prepara a los monocitos fagocíticos para aumentar la producción de radicales libres de O2, restaura la respuesta proliferativa de las células T y la síntesis de IL-2, aumenta la actividad de las células T killer e incrementa la síntesis de anticuerpos.6,10,18
Otro componente mayor del sistema de respuesta al estrés, lo constituye el eje hipotálamo-hipófiso-gonadal, que, aunque no es tan inmediato en su acción como los dos ejes precedentes, desempeña una función reguladora en relación con la respuesta inmune. Se conoce que los estrógenos poseen un papel inmunoestimulante, tanto celular como humoral, mientras que los andrógenos y la progesterona actúan como factores inmunosupresores.19 No obstante, se ha comprobado que después de una lesión los niveles plasmáticos de gonadotropinas disminuyen.6,10,20
Tras la injuria también se produce un incremento en las concentraciones de aldosterona, la más importante de los mineralocorticoides, con valores más altos durante los períodos agónicos de los lesionados.6 Esta hormona desempeña un papel importante en los mecanismos de reabsorción de sodio y cloro, y la secreción de potasio, en el equilibrio hidroelectrolítico y en el mantenimiento del volumen circulante.2,12,21
Resulta evidente que después de la injuria también se produce una elevación de la hormona antidiurética (ADH o vasopresina). El aumento de la osmolaridad plasmática constituye el estímulo principal para la secreción de ADH.6 Esta hormona cumple una función osmorreguladora importante por reabsorción de agua y, con ello, contribuye a preservar el volumen del líquido corporal después del trauma. Además de ser un vasoconstrictor periférico, en especial del lecho esplácnico, la ADH cumple funciones metabólicas al estimular la glucogenólisis y la gluconeogénesis hepáticas.2,7,12
Finalmente, durante la respuesta al trauma, otras hormonas y otros mediadores van a sufrir variaciones y a desempeñar importantes funciones en la respuesta neuroendocrina e inmunitaria tras la noxa,6 entre ellos: la prolactina;10,22 la somatostatina (interviene en el metabolismo de los carbohidratos después del trauma); la serotonina (se libera en los tejidos lesionados, es un mediador importante de la respuesta inflamatoria y un potente vasoconstrictor);10 la histamina (potencia la vasodilatación periférica y la permeabilidad vascular, además de mediar la función inmunitaria);10,23 los eicosanoides (derivados del ácido araquidónico, tienen efectos amplios en la circulación general y pulmonar, en la neurotransmisión y sobre las hormonas); y los opioides endógenos (tienen acciones cardiovasculares, metabólicas, endocrinas e inmunológicas).2,6,10
CONSECUENCIAS METABÓLICAS POSTERIORES A LA LESIÓN
La agresión desencadena un cuadro metabólico particular, encaminado a poner a disposición del organismo grandes cantidades de energía con la finalidad de mantener la homeostasis.24
La situación creada tras el trauma, en que coinciden una disminución manifiesta del aporte energético y un incremento en las necesidades de energía, motivada por la propia actividad defensiva/autoagresiva y las exigencias que entraña la reparación de los tejidos, determina la respuesta metabólica al estrés postraumático, el cual se caracteriza por:
1. Gran flujo de sustratos (hidratos de carbono, proteínas y grasas) desde la periferia hasta el hígado, que determina gran pérdida de nitrógeno con incremento de su eliminación urinaria en forma de urea, hiperglicemia e hiperlactasidemia, con aumento de los triglicéridos y ácidos grasos libres en el plasma.
2. Retención de sodio y agua.
3. Pérdida de potasio.25
La catabolia generalizada, la hiperglicemia, la gluconeogénesis persistente, la proteólisis, el balance nitrogenado negativo, la producción de calor y la disminución ponderal son características de toda lesión significativa. La persistencia de la lesión, en particular con la sepsis, inhibe los mecanismos adaptativos y, en consecuencia, el estado de catabolia intensa persiste y origina proteólisis, desnutrición, y tarde o temprano, fallo múltiple de órganos y muerte si no se eliminan los estímulos desencadenantes.6
Metabolismo de las proteínas
Sin duda, el mayor efecto metabólico del trauma es la acelerada lisis proteica, proveniente en esencia del músculo sano.24 Esta se manifiesta por aumento en las pérdidas urinarias de nitrógeno, incremento en la liberación periférica de aminoácidos e inhibición de la captación de aminoácidos observada durante la sepsis.10
Los aminoácidos provenientes de la proteólisis muscular como la alanina y la glutamina son transportados al hígado para su conversión en glucosa (gluconeogénesis) y la síntesis de proteínas de fase aguda (reactantes de fase aguda), con fines eminentemente defensivos y, por tanto, con prioridad biológica. El grado de respuesta de la fase aguda es proporcional al grado de la lesión.10,25,26
El metabolismo proteico, luego de la lesión, está regido por hormonas y citoquinas.9 En la regulación hormonal se aprecia un equilibrio entre hormonas catabólicas (glucocorticoides) y anabólicas (insulina).2,9 Las citocinas también desempeñan una función fundamental en el catabolismo proteico muscular. 9 Recién, se ha demostrado la función reguladora de la degradación proteica por parte del TNF y la IL-1. Existen evidencias de que la respuesta catabólica del TNF es mediada por los glucocorticoides y que estos potencian la acción de este. La síntesis de reactantes de fase aguda, en el hígado, se encuentra estimulada por citocinas como la IL-6, la IL-1, el TNF y el IFN.10,25
Metabolismo de los carbohidratos
La glucosa constituye la mayor fuente de energía y su incremento en sangre es proporcional a la severidad de la injuria.22 La hiperglicemia resultante se debe a dos factores fundamentales: por las fuentes endógenas de glucosa (glucogenólisis hepática y gluconeogénesis en el hígado y el riñón);9,14 y por un aumento de la resistencia a la insulina a nivel muscular y del tejido adiposo, que conduce a la inhibición relativa de la captación de glucosa por estos tejidos.9
El estado de hiperglicemia provoca una serie de efectos deletéreos que incluyen: alteraciones en la función inmunitaria, con disfunción de los macrófagos alveolares; alteraciones en la glucosilación de las inmunoglobulinas o de los factores del complemento y aumento de las interleucinas proinflamatorias (IL-1, IL-6 y TNF), con incremento del riesgo de infección y retardo en la cura de las heridas; pérdida de agua y electrólitos; así como exacerbación del daño isquémico del sistema nervioso y del miocardio.25
En los lesionados, en quienes se prolonga la sepsis, se produce hipoglicemia en la medida en que disminuye la producción hepática de glucosa; existen evidencias de que la sepsis puede inhibir también la gluconeogénesis, por la disminución de sustratos y la alteración de la función enzimática.9
Metabolismo de los lípidos
En condiciones normales, la homeostasia lipídica depende del equilibrio entre los estímulos anabólicos (insulina) y los catabólicos (hormonas contrarreguladoras).14
En los pacientes lesionados se observa un aumento en los niveles circulantes de ácidos grasos libres y triglicéridos; hipertrigliceridemia que se debe a la estimulación de la síntesis hepática de apolipoproteínas y triglicéridos, como fuente de energía almacenada.9 Esta lipólisis acelerada, a pesar de la hiperglicemia y de la hiperinsulinemia, es promovida por la adrenalina, el glucagón y el cortisol.27
En los pacientes sépticos y traumatizados también se observa una aparente reducción en la capacidad lipogenética; este fenómeno es provocado, en lo fundamental, por el TNF (por inhibición de la actividad de la lipasa) o, en menor cuantía, por la IL-1 y la prostaglandina E2.10 Además, se cuenta con evidencias que indican que el TNF estimula la síntesis y la secreción hepática de triglicéridos, y potencia la lipólisis. Efectos similares se obtienen después del tratamiento con IL-1 e IL-6.9
La capacidad inherente de un organismo para sobrevivir, después de un trauma abrumador, es insuficiente y, por tanto, necesita un apoyo importante;28 de ahí, que la comprensión cabal de la respuesta inmunometabólica al trauma y la sepsis revista gran importancia, pues el control de muchas de las alteraciones posteriores a la injuria es esencial para la supervivencia.5,9,28
La respuesta al trauma está dada por un elevado gasto metabólico y un gran catabolismo proteico, que trae consigo el deterioro del estado nutricional e inmunitario, con un incremento de la morbilidad y un mayor riesgo de muerte.24,29
En el paciente crítico la malnutrición puede ser preexistente, manifestarse al ingreso o desarrollarse de forma evolutiva, y está favorecida por el estado hipercatabólico e hipermetabólico.30 La intervención nutricional en estos pacientes ha avanzado de manera dramática durante los últimos 20 años, desde una terapia de soporte hacia una función claramente terapéutica que puede cambiar la evolución de la enfermedad, además de controlar la malnutrición con sus efectos deletéreos.31 El descubrimiento del efecto inmunoestimulante de algunos nutrientes ha evolucionado el manejo nutricional en el trauma, al aparecer fórmulas enterales y parenterales enriquecidas con estas sustancias, y por la administración de los llamados immune nutrient cocktails, los que han mostrado una reducción en la morbilidad, la mortalidad, la estadía y los costos.31-34 Cada vez se muestran más y mejores resultados en este campo desde el advenimientos del departamento de nutrición enteral y parenteral solo ha demostrado que hacer menos es hacer más en cuanto al requerimiento de nutrición se refiere, antes los cirujanos éramos los encargados de hacer esa labor.
Las capacidades del organismo para poder sobrevivir, cuando ocurre un trauma importante, pueden ser insuficientes, de ahí la necesidad de apoyo, que resulta decisiva. Comprender los elementos descritos en la respuesta inmunometabólica y la complicación séptica, se consideran vitales, así como el control de las alteraciones posteriores a la injuria.
CONCLUSIONES
La fisiología del organismo per se, resulta compleja por las diversas interacciones que se producen entre los sistemas nervioso y endocrino, por lo que al someter al mismo a una serie de eventos de agresión suele incrementar el grado de complejidad de la misma y por ende, el entendimiento de los diversos procesos bioquímicos desencadenados. Al elaborar una serie de respuestas iniciales a una agresión como lo es el caso del trauma, los sistemas nervioso y endocrino, con la participación de las distintas glándulas y sus consecuentes productos hormonales, buscan limitar el daño causado en el organismo, tanto a nivel local de la lesión, como a nivel sistémico.
Dichas respuestas han sido estudiadas desde finales del siglo XVIII, y actualmente se han dividido en fases clínicamente demostrables en los estados de choque y de cualquier tipo de respuesta orgánica a una agresión mayor, siendo los sistemas más involucrados el nervioso y el endocrino. Dada la importancia que tienen estos dos sistemas en el organismo, tanto por su función normal, como por la respuesta que presentan ante una agresión sistémica, resulta de impacto real considerar dichos cambios desde el abordaje inicial de un paciente con trauma, ya que como anteriormente se ha expuesto, el modificar las respuestas iniciales al trauma pueden incluso mejorar el pronóstico de vida de un paciente.
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