Los biomarcadores de lesiones cerebrales no predicen el delirio en pacientes mayores con enfermedades agudas: un estudio de cohorte prospectivo

Scientific Reports volumen 13, Número de artículo: 4964 (2023) Citar este artículo

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El delirio es una emergencia neuropsiquiátrica común, grave y, a menudo, prevenible, que se caracteriza principalmente por una alteración de la atención y la conciencia. El insulto sistémico y la inflamación que causan daño a la barrera hematoencefálica (BBB) y activación glial y neuronal que lleva a más inflamación y muerte celular es la teoría más aceptada detrás de la fisiopatología del delirio. Este estudio tiene como objetivo evaluar la relación entre los biomarcadores de lesión cerebral al ingreso y el delirio en pacientes mayores con enfermedades agudas. Realizamos un estudio de cohortes prospectivo que analizó los niveles plasmáticos de S100B al ingreso en pacientes de edad avanzada. El resultado primario fue el diagnóstico de delirio. Los resultados secundarios fueron la asociación entre S100B, NSE y la proteína Tau y el diagnóstico de delirio y los resultados de los pacientes (ingresos en cuidados intensivos, duración de la estancia hospitalaria y mortalidad hospitalaria). Analizamos 194 pacientes, y 46 (24%) desarrollaron delirio, 25 al ingreso y 21 durante la estancia hospitalaria. La mediana de S100B al ingreso en pacientes que desarrollaron delirio fue de 0,16 y la mediana fue de 0,16 en pacientes que no desarrollaron delirio (p: 0,69). Los niveles de S100B al ingreso no predijeron el delirio en pacientes ancianos con enfermedades agudas.

Registro del ensayo: El estudio fue aprobado por la junta de revisión institucional local (CAPPESq, n.º 77169716.2.0000.0068, 11 de octubre de 2017) y registrado en el Registro Brasileño de Ensayos Clínicos (ReBEC, n.º RBR-233bct).

El delirio es una emergencia neuropsiquiátrica frecuente, grave y, a menudo, prevenible que se caracteriza por una alteración de la atención y la conciencia1,2. Representa una disfunción cerebral aguda y grave, y se asocia con una mayor duración de la estancia hospitalaria y en la Unidad de Cuidados Intensivos (UCI), deterioro cognitivo persistente y aumento de la mortalidad3.

El insulto sistémico y la inflamación que causan daño a la barrera hematoencefálica (BBB), y la activación glial y neuronal que conduce a más inflamación y muerte celular es la teoría más aceptada detrás de la fisiopatología del delirio4. Además de las pruebas cognitivas5, varios biomarcadores plasmáticos y citocinas se han estudiado previamente para el diagnóstico del delirio6. Los biomarcadores prometedores son la proteína B fijadora de calcio S100 (S100B), que se expresa en los astrocitos y no solo refleja la muerte celular, sino también la integridad y la permeabilidad de la BBB; enolasa neuronal específica (NSE), una isoenzima altamente específica para las neuronas, un biomarcador de daño cerebral hipóxico y un marcador de mala evolución después de un paro cardíaco; y la proteína Tau que mantiene la estabilidad de los microtúbulos en los axones y se relaciona con formas de deterioro cognitivo7,8,9. Sin embargo, existen muchos vacíos en la literatura para comprender completamente cómo interactúan estas moléculas y cómo se asocian con la aparición de delirio10,11. Específicamente, los datos sobre S100B son contradictorios, ya que algunos estudios han demostrado que los pacientes con delirio tenían un nivel sérico más alto de S100B, y otros estudios no han demostrado asociación entre esta proteína y el delirio u otros resultados adversos10. Además, no hay estudios que evalúen la asociación entre biomarcadores inflamatorios y relacionados con el cerebro con el delirio del Departamento de Emergencias (SU)11,12.

Nuestro objetivo principal fue evaluar los niveles de S100B al ingreso y su asociación con la aparición de delirio en adultos mayores con enfermedades agudas. También nos propusimos evaluar la asociación entre S100B, NSE, Tau y el panel de citocinas (IL-1B, IL-4, IL-10, TNF-α e IFN-γ) con el delirio. Presumimos que los niveles elevados de S100B, NSE y Tau estarían asociados con un mayor riesgo de delirio.

Examinamos prospectivamente a los pacientes ingresados en el servicio de urgencias de un hospital universitario terciario entre el 30 de septiembre de 2019 y el 17 de marzo de 2020. El Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo es un hospital de 2200 camas ubicado en Sao Paulo, Brasil. dedicada a la atención de pacientes médico-quirúrgicos de alta complejidad. Este informe se publica de acuerdo con la guía y recomendaciones STROBE13.

Los pacientes elegibles tenían 65 años o más y estaban hospitalizados por menos de 24 h. Excluimos a los candidatos de acuerdo con los siguientes criterios: (a) hospitalización previa en los 30 días anteriores al ingreso; (b) hospitalización para cuidados al final de la vida; y (c) alta hospitalaria esperada en 48 h o menos.

El estudio fue aprobado por la junta de revisión institucional local (Comissão de Ética para Análise de Projetos de Pesquisa do HCFMUSP [CAPPESq], no. 77169716.2.0000.0068, 11 de octubre de 2017) y registrado en el Registro de Ensayos Clínicos de Brasil [(ReBEC), no . RBR-233bct)]. Obtuvimos el consentimiento informado por escrito de todos los participantes o sus representantes legales y utilizamos los recursos de REDCap® (Research Electronic Data Capture) para asegurar y administrar todos los datos relacionados con el estudio14.

Investigadores capacitados completaron las entrevistas y evaluaciones del estudio utilizando formularios REDCap estandarizados. Recolectamos datos sociodemográficos y clínicos basales que incluyen edad, sexo, nivel de alfabetización, historial médico, índice de comorbilidad de Charlson (Charlson)15, estado de fragilidad utilizando la escala FRAIL16, polifarmacia (uso crónico de cinco o más medicamentos) y diagnósticos de ingreso. Realizamos evaluaciones funcionales y cognitivas utilizando las escalas de actividades de la vida diaria (AVD) y Cognitive Screener de 10 puntos (10-CS), respectivamente17.

Completamos el algoritmo del Método de Evaluación de la Confusión (CAM)5 dos veces al día para detectar el delirio. La primera valoración la realizamos en urgencias y las siguientes en salas o UCI, según la asignación de los pacientes. Nuestro protocolo de entrevista estandarizado incorporó una breve anamnesis neuropsiquiátrica, cribado cognitivo (10-CS), pruebas de atención (días de la semana hacia atrás y vigilancia A test)18, evaluación del nivel de conciencia (Escala de Agitación y Sedación de Richmond [RASS])19, y revisiones de historias clínicas electrónicas20. Los episodios de delirio se consideraron resueltos si el paciente no deliraba durante dos evaluaciones consecutivas.

Aunque nuestros evaluadores asistieron a sesiones de capacitación antes del inicio del estudio, que incluyeron simulaciones y evaluaciones junto a la cama, y logramos altos niveles de confiabilidad entre evaluadores para el diagnóstico de delirio basado en CAM (> 95%), cuando nuestros evaluadores no estaban seguros con respecto a la presencia de delirio, dos experimentaron los médicos (JCGA y FBG) repitieron o revisaron las evaluaciones para confirmar el diagnóstico final.

Recolectamos las siguientes pruebas de laboratorio al momento de la inclusión en el estudio: hemograma, proteína C reactiva, plaquetas, creatinina, nitrógeno ureico en sangre, bilirrubina, biomarcadores inflamatorios (IL-1B, IL-4, IL-10, INF-g y TNF-α). y biomarcadores de lesión neuronal (S100B, enolasa específica de neurona y proteína Tau).

Tres enfermeras registradas realizaron el muestreo mientras los pacientes estaban en el servicio de urgencias, que consistió en 30 ml de sangre recolectada por punción venosa. Las muestras de sangre utilizadas para el análisis de biomarcadores de lesiones cerebrales se centrifugaron inmediatamente durante 10 min y el plasma se conservó a -20 °C durante un máximo de 48 h antes de transferirlo a un congelador a -80 °C para almacenamiento a largo plazo y procesamiento posterior.

Medimos los niveles plasmáticos de citocinas utilizando el inmunoensayo de perlas magnéticas Milliplex® y el sistema MAGPIX® (Merck Millipore, EE. UU.).

Los procedimientos de muestreo se realizaron en la inclusión (S1) y se repitieron 72 h después de la inclusión (S2)21. Los participantes que fueron dados de alta o fallecieron dentro de las 72 h posteriores a la admisión, o que se negaron a proporcionar muestras adicionales, no fueron puncionados nuevamente. Obtuvimos una tercera muestra (S3) de participantes que pasaron de un CAM negativo a positivo (delirio incidente) o de un CAM positivo a negativo (resolución del delirio) después de S2 (Fig. 1).

Diagrama de flujo de los procedimientos de estudio.

El resultado primario fue la aparición general de delirio según los criterios CAM. Los resultados secundarios fueron la asociación entre S100B, NSE y la proteína Tau y el diagnóstico de delirio y los resultados de los pacientes (ingresos en cuidados intensivos, duración de la estancia hospitalaria y mortalidad hospitalaria).

Utilizamos una muestra de conveniencia, que limitó el número total de pacientes incluidos22. A pesar de que nuestro SU atiende mensualmente a 800 pacientes ancianos y el 30% de ellos son elegibles para hospitalización, la mayoría de estos pacientes son trasladados desde otros hospitales de menor complejidad y llevan hospitalizados más de 24 h en el momento del reclutamiento. Por lo tanto, se predijo que se inscribirían 200 pacientes durante 6 meses, con la expectativa de 7 a 10 pacientes elegibles por semana. Terminamos nuestro reclutamiento un mes antes de lo previsto debido al comienzo de la pandemia de COVID-19.

Todos los pacientes inscritos se incluyeron en el análisis de los resultados primarios y secundarios por intención de tratar. Iniciamos el análisis utilizando la prueba de Shapiro-Wilk para determinar qué variables tenían distribución normal y no normal, especialmente los resultados de S100B. Luego, realizamos un análisis según la ocurrencia de delirio usando pruebas t no pareadas o Kruskal-Wallis para variables normales y no normales respectivamente, y las variables categóricas se analizaron usando la prueba de χ2 de Pearson.

Todos los análisis se realizaron con el software Stata, versión 10.

Este estudio fue aprobado por el Comité de Ética en Investigación de la Universidad de São Paulo Comissão de Ética para Análise de Projetos de Pesquisa do HCFMUSP (CAPPESq), n. 77169716.2.0000.0068 el 11 de octubre de 2017 e inscrito en el Registro Brasileño de Ensayos Clínicos (ReBEC, n.º RBR-233bct). Todos los participantes o representantes legales dieron su consentimiento informado por escrito antes de la inscripción en el estudio.

Se incluyeron 194 participantes (fig. 2 y tabla 1). En su mayoría eran mujeres (60,52%), tenían una edad media de 74,7 (± 7,4) años y estuvieron hospitalizados una mediana de 8 (4-15) días. La principal causa de ingreso fue la sepsis (49 pacientes, 25 %), seguida de la enfermedad cardiovascular (20 %), la enfermedad cerebrovascular (14 %) y las afecciones quirúrgicas abdominales (10 %). Globalmente, el 72% fue derivado a planta, y el 28% de nuestra muestra requirió ingreso en UCI, con una estancia de 4 (2-7) días, el 22% requirió ventilación mecánica invasiva y el 14% falleció. (Apéndice complementario: Resultados). Detectamos delirio en 46 individuos (24%), 25 al ingreso (delirio prevalente) y 21 durante la estancia hospitalaria (delirio incidente). Los pacientes con delirio eran significativamente mayores y tenían más antecedentes de accidente cerebrovascular o demencia. Además, los pacientes con delirio tuvieron días de hospitalización más prolongados (media 10 frente a 7, p = 0,0212), mayor necesidad de cuidados en la UCI (41,3 % frente a 24,3 %, p = 0,0256) y mayor mortalidad (32,61 % frente a 7,43 %, p < 0,0001). ) (Tabla 1).

Diagrama de flujo que ilustra la inscripción de la población de estudio.

Las concentraciones plasmáticas de S100B y otros biomarcadores en el momento del ingreso en el SU no se asociaron con un mayor riesgo de diagnóstico de delirio durante la hospitalización (Tabla 2) (Apéndice complementario: Biomarcadores de resultados).

En un análisis posterior a ROC, solo se evaluaron los pacientes con riesgo de desarrollar delirio (es decir, aquellos sin delirio en el momento de la inscripción) y se excluyeron 25 pacientes ingresados con CAM positivo. La tabla 3 compara los niveles plasmáticos de S100B, NSE y Tau entre los pacientes que desarrollaron y los que no desarrollaron delirio durante la hospitalización.

Se midieron plasma S100B, NSE y Tau antes y durante el delirio en 21 pacientes con delirio durante la estancia hospitalaria (incidencia de delirio). Los niveles no difirieron significativamente en los dos grupos (Tabla 4).

Los niveles plasmáticos de proteína S100B, NSE y Tau no se asociaron significativamente con los resultados (Tabla 5).

Nuestro estudio demostró que la S100B sérica al ingreso no se asoció con delirio en pacientes mayores con enfermedades agudas.

Estudios previos han demostrado una asociación entre los niveles plasmáticos de S100B y la aparición de delirio23,24 y la duración25 en pacientes de la UCI. El mecanismo detrás del aumento de S100B en sangre es incierto. Los autores han planteado la hipótesis de que el daño celular cerebral o extracerebral causado por múltiples mecanismos diferentes (como la hipoxia) podría conducir a la neuroinflamación y al posterior aumento de la permeabilidad de la BHE, lo que en última instancia regula al alza la producción de S100B por parte de los astrocitos26. Estos resultados no son unánimes y estudios previos con pacientes de UCI no confirmaron la asociación entre los niveles plasmáticos de S100B y la aparición de delirio27.

Nuestros resultados son consistentes con McNeil et al. en el estudio Delineate, que no demostró una asociación entre los niveles séricos de S100B y la duración del delirio12. Consideramos que la patogenia del delirio es multifactorial, probablemente incluye inflamación sistémica y disfunción endotelial, pero esta asociación puede verse modificada por las condiciones basales del paciente.

Por otro lado, van Munster et al. demostraron que los niveles plasmáticos de S100B eran más altos en pacientes ancianos críticamente enfermos durante y después del delirio que en pacientes sin delirio28. Estos resultados no se reprodujeron en nuestros pacientes. Los autores informaron que los niveles de S100B permanecen altos después del delirio, lo que podría indicar una estimulación activa de los astrocitos o un aumento de la permeabilidad de BBB. Vale la pena mencionar que no evaluaron el papel de S100B en la aparición de delirio y las mediciones de S100B ocurrieron 48 h después del ingreso.

Curiosamente, van Munster también estudió el papel de S100B en la predicción del delirio y demostró que entre los pacientes que se sometieron a cirugía, los niveles de S100B fueron más altos en aquellos que desarrollaron delirio que en los pacientes que no lo hicieron29. Estos hallazgos no fueron reproducidos por la misma autora cuando evaluó el papel preoperatorio de S100B en el líquido cefalorraquídeo (LCR)30.

Nuestro estudio no demuestra una asociación estadísticamente significativa entre los niveles plasmáticos de NSE o Tau al ingreso en el servicio de urgencias y la aparición de delirio durante la hospitalización. Hasta donde sabemos, este es el primer estudio que analiza estas proteínas mientras los pacientes estaban en el servicio de urgencias. Nuestros hallazgos difieren de estudios previos que demostraron esta asociación en pacientes clínicos y quirúrgicos en el ámbito de la UCI24,27,31,32.

Es necesario reconocer varias limitaciones. Primero, los valores de S100B se midieron en sangre periférica y es posible que no se correspondan necesariamente con los valores en el cerebro. En condiciones normales, el contenido sérico de S100B es inferior al del LCR33. Sin embargo, buscábamos un biomarcador sérico factible y reproducible. En segundo lugar, hubo un número considerable de pacientes que no se inscribieron durante el período de estudio. Nuestro equipo de investigación reclutó pacientes todos los días por la mañana; sin embargo, algunos pacientes permanecieron algunas horas en el servicio de urgencias antes de ser trasladados a salas o UCI. Nuestro tamaño de muestra podría asociar nuestros resultados con un error tipo 2. Sin embargo, con un tamaño de muestra de casi 200 pacientes, creemos que el tamaño del efecto sería demasiado pequeño e incluso irrelevante como para no haberse establecido en este estudio pragmático de urgencias. Finalmente, probablemente no todo el delirio se deba a lesión neuronal o daño a la BHE. Existen otras causas de delirio, como la encefalopatía asociada a sepsis y la abstinencia de fármacos. Esto significa que es posible que S100B no se eleve en todos los pacientes con delirio y la investigación adicional debería explorar la asociación entre S100B, NSE, Tau y el deterioro cognitivo posterior.

S100B y otros biomarcadores de lesiones cerebrales medidos al ingreso no están asociados con delirio en pacientes mayores con enfermedades agudas. Se necesitan estudios futuros con otros y mediciones seriadas de biomarcadores a lo largo del curso del delirio y el resultado cognitivo a largo plazo para aclarar mejor estas relaciones.

Todos los datos generados o analizados durante este estudio se incluyen en este artículo publicado (archivos complementarios "Biomarcadores de resultados" y "Resultados").

Evaluador cognitivo de 10 puntos

Actividades de la vida diaria

Barrera hematoencefálica

Método de evaluación de la confusión

Fluido cerebroespinal

Departamento de Emergencia

Unidad de Cuidados Intensivos

Enolasa específica de neuronas

Escala de agitación y sedación de Richmond

Captura electrónica de datos de investigación

Proteína B fijadora de calcio S100

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Descargar referencias

Los autores agradecen a todo el personal del Servicio de Urgencias del Hospital das Clínicas de la Facultad de Medicina de la Universidad de São Paulo.

Este estudio fue apoyado por la Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP), Beca #2016/14.566-4.

Disciplina de Emergencias Clínicas, Facultad de Medicina, Universidad de São Paulo, São Paulo, Brasil

Júlio César García de Alencar, Agnes Araujo Sardinha Pinto, Victor Van Vaisberg, Luz Marina Gomez Gomez & Heraldo Possolo Souza

Hospital Universitario, Departamento de Medicina, Universidad Federal de Sergipe, São Cristóvão, Brasil

Flavia Barreto Garcéz

Hospital de Cínicas de Porto Alegre, Universidad Federal de Rio Grande do Sul, Porto Alegre, Brasil

Lucas Oliveira Junqueira y Silva

Disciplina de Nefrología, Facultad de Medicina de Botucatu, Universidad del Estado de São Paulo, São Paulo, Brasil

Lucas de Moraes Soler

Departamento de Nutrición, Facultad de Salud Pública, Universidad de São Paulo, São Paulo, Brasil

Shirley Steffany Muñoz Fernandez & Sandra Maria Lima Ribeiro

Faculdade Israelita de Ciências da Saúde Albert Einstein, Hospital Israelita Albert Einstein, São Paulo, Brasil

Thiago Junqueira Avelino-Silva

Facultad de Medicina, Facultad de Odontología de Bauru, Universidad de São Paulo, 9, Dr. Octávio Pinheiro Brisolla, Bauru, SP, 17012-901, Brasil

Júlio César Garcia de Alencar

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JCGA, FBG, TJAS y HPS participaron en la planificación y supervisión de la obra. JCGA, SMLR, FBG y SSMF realizaron las mediciones, JCGA, AASP, LOJS, LMS y VVV procesaron los datos experimentales, redactaron el manuscrito y diseñaron las figuras y cuentos. LMGG realizó el análisis estadístico. Todos los autores discutieron los resultados y comentaron el manuscrito. Todos los autores han leído y aprobado la presentación del manuscrito. El manuscrito no se ha publicado y no se está considerando su publicación en ningún otro lugar, en su totalidad o en parte, en ningún idioma. Obtuvimos el consentimiento informado por escrito, que incluía la autorización para la publicación, de todos los participantes o sus representantes legales.

Correspondencia a Júlio César García de Alencar.

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de Alencar, JCG, Garcez, FB, Pinto, AAS et al. Los biomarcadores de lesiones cerebrales no predicen el delirio en pacientes mayores con enfermedades agudas: un estudio de cohorte prospectivo. Informe científico 13, 4964 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-32070-0

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Recibido: 26 Octubre 2022

Aceptado: 22 de marzo de 2023

Publicado: 27 de marzo de 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-32070-0

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Los biomarcadores de lesiones cerebrales no predicen el delirio en pacientes mayores con enfermedades agudas: un estudio de cohorte prospectivo