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Manejo perioperatorio del nino diabetico.

INTRODUCCION

La diabetes mellitus es una enfermedad metabolica conocida hace siglos. Las primeras descripciones de sus caracteristicas clinicas aparecieron en el ano 1550 a.C. Aunque actualmente la mayoria de los pacientes jovenes con diabetes mellitus tienen vidas alegres y productivas, hace tan solo 80 anos los ninos y adultos con esta enfermedad poseian una esperanza de vida limitada, ya que solian morir dentro de los dos primeros anos luego del diagnostico (1).

De manera general, se puede definir a la diabetes mellitus como un sindrome clinico que se produce por la utilizacion inadecuada de la glucosa y una alteracion del metabolismo; puede ser secundaria a una alteracion en la secrecion de insulina o a la reduccion de su efectividad biologica (2).

La incidencia de diabetes mellitus en ninos, tanto de la tipo 1 como de la tipo 2, ha ido aumentado en los ultimos anos (3) convirtiendose en un verdadero reto para el anestesiologo por la complejidad de su manejo, el cual implica no solo considerar la fisiopatologia de la enfermedad, sino tambien el regimen especifico de tratamiento del nino, el control glicemico, el tipo de cirugia, su duracion, y las expectativas para el control postoperatorio.

En base a lo antes expuesto, asi como a la variedad y complejidad en el tratamiento actual de la diabetes, el plan perioperatorio del nino diabetico debe hacerse siempre en consulta con el endocrinologo pediatra.

La finalidad de este articulo consiste en plasmar, de manera practica, esquemas para el manejo perioperatorio del nino diabetico; un subgrupo de pacientes dentro de la poblacion pediatrica con consideraciones especiales.

La metodologia seguida para realizar el siguiente articulo consistio en una revision sistematica de la literatura disponible sobre el manejo perioperatorio de nino diabetico en las siguientes bases de datos: Pubmed, MEDLINE, Ovid, Cochrane. Se encontro el inconveniente de que las mismas no son muy amplias, asi como que las pocas revisiones con que se cuenta sobre este tema poseen mas de cinco anos de antiguedad (4-9).

El advenimiento de nuevos analogos de la insulina, de sistemas de administracion de insulina de manera continua, asi como el crecimiento en el numero de ninos con diabetes tipo 2 debido al aumento de la obesidad infantil, son factores que contribuyen a que el manejo perioperatorio del nivel de glicemia sanguinea en el paciente pediatrico sea un reto mas exigente para el anestesiologo.

CLASIFICACION Y ETOLOGIA DE LA DIABETES MELLITUS

La diabetes mellitus suele dividirse en dos grandes grupos (10-12):

* Tipo 1, causada por la destruccion de las celulas Beta ([beta]) del pancreas, usualmente relacionada con respuesta inmune asociada a antigenos leucocitarios humanos clase 2.

Virus como el Coxsackie B y algunas toxinas han sido sugeridos como potenciales agentes causales en ciertos pacientes. Toda esta fisiopatologia trae como resultado una deficiencia absoluta de insulina.

* Tipo 2, cuya etiologia es una combinacion de una resistencia de los tejidos perifericos a la insulina con una deficiencia relativa de la misma. Inicialmente este tipo de diabetes estaba asociado principalmente a adultos, pero, con el aumento de la obesidad infantil, cada vez son mas los ninos diagnosticados con el mismo.

Se debe recordar que existen otras formas de diabetes mas raras, las cuales estan resumidas en la Tabla 1 (8):
Tabla 1. Clasificacion de las formas menos
comunes de diabetes mellitus

Defectos geneticos de la funcion de las
  celulas Beta ([beta])

Desordenes mitocrondriales
Diabetes del joven de inicio tardio

Enfermedades del pancreas exocrino

Diabetes relacionada a la fibrosis
  quistica

Diabetes inducida por drogas

Esteroides y drogas quimioterapeuticas

Sindromes geneticos

Sindromes de Prader-Willi, Down, Turner y
  Wolfram

Endocrinopatias

Sindromes de Cushing y Poliglandular autoinmune

Tabla modificada de Rhodes ET, Ferrari LR, Wolfsdorf JI.
Perioperative Management of Pediatric Surgical Patients
with Diabetes Mellitus. Anest Analg 2005;101:986-99.


La incidencia global de diabetes tipo 1 es altamente variable (13), pero parece ser que tiende a aumentar en todas las poblaciones del mundo (14). El aumento en los casos de obesidad en ninos norteamericanos ha contribuido al incremento progresivo de la incidencia y prevalencia de diabetes tipo 2 en este grupo de la poblacion (15).

Tomando en cuenta esta situacion, es aceptable extrapolar esta informacion a la realidad latinoamericana. Segun las cifras del "Nacional Health and Nutrition Examination Survey III" (1988-1994), aproximadamente 100 000 adolescentes norteamericanos entre las edades de 12 a 19 anos tenian diabetes, y de estos, un 31 % tenian diabetes tipo 2 (16).

OPCIONES DE MANEJO PARA LA DIABETES MELLITUS EN NINOS

La diabetes tipo 1 siempre requerira tratamiento con insulina. Existen en el mercado un numero cada vez mas creciente de preparaciones de insulina (Tabla 2). Una nueva insulina, glargina (insulina glargine; Sanofi-Aventis, Bridgewater, NJ) (17), es una preparacion de larga accion que provee un nivel basal relativamente constante de insulina circulante sin un pico pronunciado (18). Otra opcion terapeutica es la bomba de insulina, un dispositivo que administra una infusion subcutanea continua de insulina (tipicamente una de accion rapida) a una tasa basal constante, y que es suplementada con bolos adicionales de insulina antes de las comidas y meriendas para corregir la hiperglicemia. Esta modalidad, en pacientes cuidadosamente escogidos, ha demostrado ser superior al regimen de administrar inyecciones (19,20).

Por otro lado, en la diabetes tipo 2 la mayoria de los pacientes pediatricos son manejados con insulina y/o metformina (21), siendo esta ultima la unica droga aprobada por la FDA para uso en ninos (22). Su mecanismo de accion consiste en disminuir la produccion hepatica de glucosa y aumentar la sensibilidad de la insulina en los tejidos perifericos (23,24). En adolescentes mayores pueden utilizarse otras drogas como sulfonilureas (25), que promueven la secrecion de insulina, y las tiazolidinedionas (26,27), que aumentan la sensibilidad de la insulina en el musculo y el tejido adiposo.

En cuanto al nuevo grupo de drogas para el manejo de la diabetes tipo 2, cuyo mecanismo de accion es inhibir a la dipeptidil peptidasa (DDP4) y aumentar los niveles de hormonas incretinas activas (28), y siendo la sitagliptina la molecula con la cual contamos en Latinoamerica, no se recomienda su uso en pacientes menores de 18 anos por falta de estudios sobre su seguridad y eficacia en poblacion pediatrica (29).

LA RESPUESTA METABOLICA A LA CIRUGIA Y A LA ANESTESIA

La insulina es la principal hormona anabolica y su funcion consiste en promover la recaptura de glucosa por los tejidos muscular y adiposo, asi como suprimir las rutas metabolicas que promueven la produccion de glucosa por el higado (glucogenolisis y glucogenesis). Las hormonas contrarreguladoras tienen el efecto contrario, que incluye el aumento de los niveles de glicemia sanguinea por estimulo de la glucogenolisis y glucogenesis, aumentando la lipolisis y la cetogenesis. Dentro de este grupo de hormonas se encuentran la epinefrina, el glucagon, el cortisol y la hormona del crecimiento (31).

El trauma y cualquier estimulo quirurgico desencadenan una respuesta neuroendocrina compleja al estres, lo cual incluye la supresion de la produccion de insulina y el aumento de las hormonas contrarreguladoras, especialmente el cortisol y las catecolaminas (32). El resultado final es un estado catabolico, con aumento de la produccion hepatica de glucosa y ruptura de moleculas de proteinas y grasas (33). Todos estos cambios en el paciente diabetico traen como consecuencia un estado de marcada hiperglicemia y una posible cetoacidosis diabetica (34).

CONSECUENCIAS ADVERSAS DE LA HIPERGLICEMIA

Aunque los estudios clinicos no han demostrado una relacion consistente entre el control glicemico perioperatorio y el riesgo a corto plazo de infeccion y morbilidad (35), muchos de ellos brindan soporte a la recomendacion aceptada sobre los niveles de glicemia sanguinea cercanos a lo normal que deben formar parte del cuidado estandar en el manejo del paciente con diabetes (36-38).

La hiperglicemia afecta la cicatrizacion de heridas al alterar la produccion de colageno, dando como resultado la disminucion de la fuerza tensil de las heridas quirurgicas (39). Ademas, tiene efectos adversos en la funcion de los neutrofilos, disminuyendo la quimiotaxis, la fagocitosis y la capacidad bactericida (40).

No existe evidencia alguna que respalde el uso de un anestesico inhalado en particular, pues todos comprometen la liberacion de insulina. La induccion debe realizarse tomando en cuenta el retardo del vaciamiento gastrico y la neuropatia cardiaca autonomica que sufren estos ninos, lo cual se puede manifestar por la disminucion de la respuesta a la atropina y a la efedrina, y puede generar cuadros de hipotension exagerada, bradicardia o taquicardia (41).

La anestesia regional, peridural o espinal, disminuye la respuesta hiperglicemica normal, porque el bloqueo simpatico afecta la produccion de las hormonas contrarreguladoras. No obstante, la administracion de grandes dosis de anestesicos locales ha sido asociada a la depresion miocardica y siempre debe descartarse la neuropatia periferica al momento de escoger la tecnica regional (42).

EVALUACION PREOPERATORIA

Es importante recordar que los ninos diabeticos raramente tienen las complicaciones vasculares, neurologicas y renales comunmente asociadas a los adultos diabeticos; por tal razon, es pertinente que el manejo de los ninos se enfoque al control de la homeostasis de la glicemia (43).

Dicho manejo puede esquematizarse de la siguiente manera:

1. Identificar enfermedades relacionadas o coexistentes.

2. Corregir cualquier desorden del tipo acidobase, hidroelectrolitico o volemico antes de la cirugia.

3. Lograr un satisfactorio control de la glicemia sanguinea.

4. Evitar la hipoglicemia.

5. De ser necesario, proveer insulina para inhibir un estado catabolico (proteolisis, lipolisis y cetogenesis) (44).

En caso de cirugia electiva, la misma debe ser pospuesta hasta que un adecuado control metabolico sea logrado. De manera practica, esto significa (8):

* No tener cetonuria.

* Presentar electrolitos sericos normales.

* Mostrar la hemoglobina glicosilada en niveles cercanos al rango ideal:

--Menores de 5 anos, del 7 al 9%

--De 5 a 13 anos, del 6 al 8,5%

--Mayores de 13 anos, del 6 al 8%

Se debe realizar la consulta preoperatoria por lo menos 10 dias antes del procedimiento para asegurar un adecuado control metabolico, y debe tambien existir una relacion conjunta entre los servicios de Anestesiologia y Endocrinologia. Es importante, ademas, programar a estos pacientes en los primeros turnos del programa quirurgico para evitar un ayuno prolongado, como tambien para que los regimenes de tratamiento de la diabetes puedan ser mas facilmente ajustados.

En los casos de cirugias de urgencia (trauma o patologia aguda quirurgica), tambien debe existir un manejo conjunto entre los servicios de Endocrinologia y Anestesiologia. Aqui, la cirugia no puede ser omitida aunque el control metabolico sea inadecuado, pero el paciente debe ser estudiado clinica y bioquimicamente, y toda descompensacion metabolica debe ser corregida, excepto que la indicacion quirurgica sea inmediata.

Estos pacientes generalmente estan deshidratados, por tal razon, el pilar basico de su tratamiento consiste en la rehidratacion y la administracion de insulina, utilizandose para esta ultima una infusion continua endovenosa.

MANEJO PREOPERATORIO

El manejo del paciente pediatrico diabetico antes, durante y despues del procedimiento quirurgico o diagnostico, busca mantener normoglicemia; esto significa conservar los niveles plasmaticos de glucosa entre 100 y 200 mg/dL. La meta es permanecer entre estos niveles de glicemia, ya que en este rango se reduce el riesgo de diuresis osmotica, deshidratacion, desequilibrio hidroelectrolitico, acidosis metabolica, infeccion e hipoglicemia.

El nino diabetico programado para cirugias menores puede admitirse el mismo dia de la cirugia, mientras que el programado para cirugias mayores debe admitirse el dia antes de la misma.

En la manana de la cirugia, ninguna insulina de accion corta o rapida debe ser administrada, a menos de que los niveles de glicemia sean superiores a 250 mg/dL. Dado el caso de que sean superiores a esta cifra, una dosis de insulina rapida o corta debe ser administrada utilizando un "factor de correccion". Dicho factor de correccion de insulina corresponde a la disminucion esperada de la concentracion de glucosa sanguinea luego de administrar 1 U de insulina. Este se calcula utilizando la "regla del 1.500", que consiste dividir 1.500 entre la dosis total usual de insulina que utiliza el nino. Por ejemplo, si el nino tipicamente utiliza 50 U de insulina, el factor de correccion sera 1.500/50 = 30, lo que significa que, en este paciente, 1U de insulina debera disminuir la concentracion plasmatica de glucosa en 30 mg/dL. Es necesario aclarar que, si bien existen otros factores de correccion para la insulina regular y la insulina lispro (45), la regla de correccion de los "1.500" ofrece una forma segura y practica de corregir la hiperglicemia durante el preoperatorio en pacientes que se encuentren recibiendo insulina rapida o regular de manera subcutanea, o en aquellos que seran manejados durante el procedimiento quirurgico con una infusion de insulina.

Para aquellos pacientes con diabetes tipo 2 que no fueran tratados previamente con insulina, se utiliza una dosis subcutanea rapida de 0,1 U/kg para niveles de glicemia superiores a 250 mg/dL; pero se debe recordar siempre que es necesario individualizar a cada nino de acuerdo con su tratamiento de base.

Para esquematizar el manejo transoperatorio es conveniente dividirlo en cuatro grandes grupos:

* Ninos en tratamiento con hipoglicemiantes orales.

* Procedimientos menores ambulatorios.

* Procedimientos menores e intermedios hospitalizados.

* Procedimientos mayores.

Ninos en tratamiento con hipoglicemiantes orales

* Si el nino utiliza metformina, esta debe descontinuarse 24 horas antes del procedimiento para evitar el riesgo de acidosis lactica, deshidratacion, hipoxemia y pobre perfusion tisular (46,47).

* Si el nino utiliza otras drogas como sulfonilureas y tiazolidinedionas, estas deben descontinuarse la manana de la cirugia.

PROCEDIMIENTOS MENORES AMBULATORIOS

Para estos casos, la insulina puede seguir siendo administrada con inyecciones subcutaneas o con bolos de insulina endovenosa. Aunque existen estudios que recomiendan infusiones de insulina incluso en procedimientos menores ambulatorios en ninos (4), se debe recordar que los mismos fueron realizados antes de contar con la disponibilidad de insulinas de accion rapida con efectos reproducibles a la colocacion endovenosa, luego de la administracion subcutanea.

A pesar de que aun no hay estudios sobre el uso de las insulinas de accion rapida en ninos, si existe evidencia probada en adultos con diabetes tipo 2, la cual muestra que con estas se presenta una efectividad comparable a la del uso de una infusion continua (48).

PROCEDIMIENTOS MENORES E INTERMEDIOS HOSPITALizADOS

Dentro de este grupo, el manejo dependera del regimen de base del nino:

* Combinacion de insulina rapida y lenta:

--En estos pacientes, se debe aplicar el dia de la cirugia el 50 % de la dosis usual de insulina intermedia o lenta de la manana.

* Uso de insulina glargina

--Si el nino utiliza la insulina glargina en la tarde, no se debe administar esta insulina en la manana de la cirugia.

--Si el nino utiliza la insulina glargina en la manana, toda la dosis debe administrarse en la manana de la cirugia para prevenir cetosis.

* Uso de bombas de insulina subcutanea

--En procedimientos menores de 2 horas se puede utilizar la bomba a su tasa basal en ese momento del dia.

--En procedimientos mayores de 2 horas, o en servicios de anestesiologia no familiarizados con estos sistemas, se recomienda la transicion a una infusion endovenosa de insulina.

PROCEDIMIENTOS MAYORES

Recordemos que la estimulacion del sistema nervioso simpatico puede tener efecto directo sobre la homeostasis de la glucosa. La epinefrina circulante estimula los receptores Alfa (a) 2, con disminucion de la liberacion de insulina por el pancreas y aumento de la gluconeogenesis. Por tal razon, especialmente en este grupo, debe existir una adecuada analgesia durante la cirugia para minimizar la estimulacion simpatica (49).

Definimos procedimientos mayores como aquellos para los cuales se anticipa una duracion mayor de 2 horas o que conllevan riesgo potencial de sangrado. Bajo estas circunstancias, existen estudios tanto en ninos (7) como en adultos (49) que demuestran la superioridad de las infusiones de insulina sobre las inyecciones subcutaneas para el optimo control glicemico.

El manejo sugerido es el siguiente:

* Los pacientes deben recibir su dosis usual de insulina el dia anterior al procedimiento.

* En la manana de la cirugia, es iniciada una infusion endovenosa de dextrosa al 10 % en solucion salina media normal, como dosis de mantenimiento, junto con una infusion endovenosa de insulina que se administra simultaneamente para mantener los niveles de glucosa sanguinea entre 100-200 mg/dL.

--El mantenimiento de fluidos endovenosos depende del tamano del nino y puede calcularse utilizando el peso corporal (4 mL/Kg los primeros 10 kg, 2 mL/kg de los 11-20 kg, y 1 mL/kg por cada kilogramo superior a los 20 kg) como tambien la superficie corporal (1,5 L/[m.sup.2]/d).

* Debido a que los ninos antes de la pubertad son mas sensibles a la insulina (50), la dosis a administrar de esta depende de su edad:

--Para ninos prepuberales (menores de 12 anos), los requerimientos de insulina son tipicamente del 0,6 a 0,8 U/kg/dia.

--Los adolescentes requeriran dosis de 1,0 a 1,5 U/kg/dia.

--Los pacientes con diabetes tipo 2, debido a su resistencia a la insulina, tendran requerimientos mayores. En ninos menores de 12 anos se utiliza 1U de insulina por 5 g de dextrosa; en mayores de 12 anos se utiliza 1 U de insulina por 3 g de dextrosa.

MANEJO POSTOPERATORIO

Debe existir una monitorizacion estricta de la glicemia, la presencia de cetonas en sangre y orina, la funcion renal y los niveles de electrolitos, recordando que el trauma quirurgico, la inactividad, el dolor, las nauseas, los vomitos y la pobre ingesta oral, pueden alterar significativemente la homeostasis de la glucosa.

Una vez que el paciente pueda reasumir la ingesta oral, el regimen usual de tratamiento del paciente debe reiniciarse, incluyendo tanto la insulina como los hipoglicemiantes orales. La infusion de liquidos debe interrumpirse.

En aquellos pacientes a quienes no se les ha podido reiniciar la via oral, se deben continuar aplicando las soluciones de dextrosa y electrolitos, y manteniendo los niveles de glicemia entre 100-200 mg/dL, ya sea con bolos endovenosos o subcutaneos de insulina.

CONCLUSIONES

El paciente pediatrico diabetico debe ser manejado de manera integral entre los servicios de Anestesiologia y Endocrinologia, tomando en cuenta no solo su regimen de tratamiento de base, sino tambien su edad, peso, presencia de la pubertad y procedimiento quirurgico. En base a estos factores, el anestesiologo debera establecer un plan de trabajo para el manejo perioperatorio de estos pacientes, en funcion de la complejidad propia de una enfermedad como la diabetes.

doi: 10.5554/rca.v39i1.76

Recibido: noviembre 27 de 2009. Enviado para modificaciones: enero 28 de 2010. Aceptado: octubre 13 de 2010.
Tabla 2. Preparaciones de insulina clasificadas
de acuerdo a sus perfiles farmadinamicos

                                Tiempo      Pico de    Duracion
                               de accion    accion     de accion
                                (horas)     (horas)     (horas)

Accion rapida
  Insulina lispro(30)          0,25-0,5     0,5-2,5       < 5
  Insulina aspart               < 0,25        1-3         3-5
Accion corta
  Regular (soluble)              0,5-1        2-4         5-8
Accion intermedia
  NPH (isophane)                  1-2         2-8        14-24
  Lenta (suspension en zinc)      1-2        3-10        20-24
Accion larga
  Ultralenta                     0,5-3       4-20        20-36
  Insulina glargine               2-4      sin picos     20-24

Tabla modificada tomada de Rhodes ET, Ferrari LR,
Wolfsdorf JI. Perioperative Management of Pediatric
Surgical Patients with Diabetes Mellitus. Anest Analg
2005;101:986-99.


Perioperative Management of The Diabetic Child

INTRODUCTION

Diabetes mellitus is a metabolic condition that has been known for centuries. The first descriptions of its clinical characteristics date back to 1550 BC. Notwithstanding that most young diabetic patients currently enjoy happy and productive lives, just 80 years ago children and adults suffering from this condition had a limited life expectancy and usually died within the first two years after being diagnosed (1).

Generally speaking, diabetes mellitus can be defined as a clinical syndrome resulting from the inadequate utilization of glucose and metabolic dysfunction. It can be secondary to an insulin secretion disorder or to a reduction in its biological effectiveness (2).

The incidence of diabetes mellitus--both type 1 and type 2--in children has increased in the last few years (3) and has become a real challenge for the anesthesiologist due to its complex management that requires considering the pathophysiology of the disease, in addition to the specific treatment regime of the child, glycemic control, the type of surgery, for how long has the condition been present, and expectations in terms of postoperative control.

In view of the above, and considering the diversity and complexity of the current treatment for diabetes, the perioperative plan for the diabetic child must always be prepared in consultation with the pediatric endocrinologist.

The purpose of this article is to provide practical schemes for the perioperative management of the diabetic child: a subgroup of patients within the pediatric population with especial needs.

The methodology used in preparing this article was a systematic review of the available literature on the perioperative management of the diabetic child using the following databases: Pubmed, MEDLINE, Ovid, Cochrane. However, these databases are limited and the few literature reviews available on the topic are over five years old (4-9).

The advent of new insulin analogues, new insulin continuous administration systems, and the growth in the number of children with type-2 diabetes because of increased pediatric obesity, makes the perioperative management of blood sugar levels in the pediatric patient a more demanding challenge for the anesthesiologist.

CLASSIFICATION AND ETIOLOGY OF DIABETES MELLITUS

Diabetes mellitus is usually divided into two large groups (10-12):

* Type 1-caused by the destruction of the pancreatic Beta ([beta]) cells, usually related to the immune response associated with human leukocyte antigens Class 2.

Viruses such as Coxsackie B and some toxins have been suggested as potential causal agents in some patients. This combined pathophysiology results in an absolute insulin deficiency.

* Type 2--The etiology of type-2 diabetes is a mixture of insulin resistance of the peripheral tissues and a relative insulin deficiency. Initially this type of diabetes was mainly an adult condition; however, due to the increasing numbers of obese children, there is a growing number of children diagnosed with type-2 diabetes.

There are other less common types of diabetes that are summarized in Table 1 (8):
Table 1. Classification of the less common
types of diabetes mellitus

Genetic defect in Beta ([beta]) cells
  functioning

Mitochondrial disorders
Late onset diabetes in youth

Diseases of the exocrine pancreas

Cystic fibrosis-related diabetes

Drug-induced diabetes

Steroids and chemotherapy drugs

Genetic syndromes

Prader-Willi, Down, Turner and Wolfram
  syndromes

Endocrine pathologies

Cushing and polyglandular autoimmune syndromes

Table modified from Rhodes ET, Ferrari LR, Wolfsdorf JI.
Perioperative Management of Pediatric Surgical Patients
with Diabetes Mellitus. Anest Analg 2005;101:986-99.


The global incidence of Type-1 diabetes is highly variable (13) but apparently it tends to increase in the various populations around the world (14). The increasing number of obese North American children has contributed to the progressive increase in the incidence and the prevalence of type-2 diabetes in this population group (15).

Consequently, this information may be extrapolated to the Latin American reality. According to the results of the "National Health and Nutrition Examination Survey III" (19881994), approximately 100,000 North American teenagers--12 to 19 years old--had diabetes and out of this number, 31% had type-2 diabetes (16).

OPTIONS FOR MANAGING DIABETES MELLITUS IN CHILDREN

Type--1 diabetes will always require insulin treatment. There are increasing numbers of insulin preparations available in the market (please refer to Table 2). Glargine (glargine insulin; Sanofi-Aventis, Bridgewater, NJ) (17), a new insulin product, is a long-acting preparation that delivers a relatively constant level of circulating insulin avoiding pronounced peaks (18). Another therapeutic option is the insulin pump; a device that administers a continuous subcutaneous insulin infusion (typically a fast-acting insulin) at a constant basal rate that is supplemented with additional insulin boluses before meals and snacks to control hyperglycemia. In carefully selected patients this modality has proven to be superior to the administration of injections (19,20).

Moreover, in Type-2 diabetes, most pediatric patients are managed with insulin and/or metformine (21). Metformine is an FDA approved drug for pediatric use (22). Its mechanism of action reduces the production of glucose by the liver and increases insulin sensitivity in the peripheral tissues (23,24). In older teenagers other drugs such as sulphonylureas (25) may be used; sulphonylureas promote insulin secretion, while thiazolidinediones (26,27) increase insulin sensitivity in the muscle and fatty tissue.

With regards to the new group of drugs for managing type-2 diabetes whose MOA inhibits dipeptidyl peptidase (DDP-4) and increases the level of active incretin hormones (28), its use is not recommended in patients under 18 years of age because there are no studies about its safety and efficacy in children (29). Sitagliptine is the molecule currently available in Latin America.

METABOLIC RESPONSE TO SURGERY AND ANESTHESIA

Insulin is the most important anabolic hormone. Its role is to promote the reuptake of glucose by the muscle and adipose tissue, as well as to suppress the metabolic pathways that promote the production of glucose by the liver (glucogenolysis y glucogenesis). The anti-insulin hormones have the opposite effect; i.e. to raise blood sugar levels by stimulating glucogenolysis and glucogenesis, increase lipolysis and ketogenesis. The group of counterregulatory hormones includes epinephrine, glucagon, cortisol and growth hormone (31).

Trauma and surgical stimuli trigger a complex neuroendocrine response to stress, including the suppression of insulin production and increasing the anti-insulin hormones, particularly cortisol and catecholamines (32). The end result is a catabolic status with increased glucose production by the liver and rupture of the protein and fat molecules (33). All of these changes in the diabetic patient result in marked hyperglycemia and a probable diabetic ketoacidosis (34).

ADVERSE CONSEQUENCES OF HYPERGLYCEMIA

Although clinical studies have not shown a consistent relationship between perioperative blood sugar control and the short term risk of infection and morbidity (35), many endorse the accepted recommendation about maintaining close to normal glycemia as part of the standard care for managing the diabetic patient (36-38).

Hyperglycemia affects wound healing by altering collagen production that lowers the tensile strength of surgical wounds (39). Additionally, hyperglycemia has adverse effects on neutrophil function, chemotactic, phagocytic, and bactericidal activities (40).

There is no evidence to support the use of any particular inhaled anesthetic agent, since all of them compromise insulin release. Induction must be done taking into account the delayed gastric emptying and the autonomic neuropathy present in these children that give rise to a reduced response to atropin and ephedrin, resulting in extreme hypotension, bradycardia or tachycardia (41).

Regional, epidural or spinal anesthesia reduces the normal hyperglycemic response because the sympathetic block affects the production of counterregulatory hormones. However, the administration of large doses of local anesthetics has been associated to miocardial depression; peripheral neuropathy must always be ruled out when selecting a regional technique (42).

PERIOPERATIVE EVALUATION

It is important to remember that diabetic children rarely exhibit any vascular, neurological or renal complications that are usually present in adult diabetics; thus the management of pediatric patients shall strive to control glucose homeostasis (43).

The management of pediatric patients can be summarized as follows:

1. Identifying any related or coexisting pathologies.

2. Correcting any acid-base, hydroelectrolytic or volemic disorders prior to surgery.

3. Achieving a satisfactory blood glucose control.

4. Preventing hypoglycemia.

5. Insulin administration to inhibit any catabolic condition (proteolysis, lipolysis and ketogenesis), if necessary (44).

When surgery is an elective procedure, it should be deferred until adequate metabolic control is achieved. Practically speaking, this means (8):

* No ketonuria.

* Normal serum electrolytes

* Close to normal glycated hemoglobin (HbA1c):

--Less than 5 years old, 7 to 9 %

--5 to 13 years old, 6 to 8.5 %

--Over 13 years of age, 6 to 8 %

There should be a pre-operative consultation at least 10 days before the surgical procedure to ensure an adequate metabolic control, in close relationship with anesthesiology and endocrinology. Furthermore, these patients must be scheduled for surgery early in the day to avoid extended fasting and to facilitate the adjustment of the diabetic treatment scheme.

In case of an emergency surgical intervention (trauma or acute surgical pathology), the patient should be managed jointly with endocrinology and anesthesiology. However, despite poor metabolic control, surgery cannot be avoided in an emergency but the patient must be subject to clinical and biochemical analyses and any metabolic imbalance must be corrected, unless the indication for surgery calls for immediate intervention.

These patients are usually dehydrated so the mainstay of treatment is rehydration and a continuous insulin intravenous infusion.

PREOPERATIVE MANAGEMENT

The management of the pediatric patient before, during and after surgery or diagnosis is aimed at maintaining a normal glucose level; i.e. plasma sugar between 100 y 200 mg/dL. The goal is to keep the patient within this range to reduce the risk of osmotic diuresis, dehydration, hydroelectrolytic imbalance, metabolic acidosis, infection and hypoglycemia.

The diabetic child scheduled for minor surgical interventions can be admitted on the same day of surgery, while those scheduled for major surgical procedures should be admitted one day before surgery.

In the morning of the surgical procedure, short or fast-acting insulin should be avoided, unless the blood sugar level exceeds 250 mg/dL. If this were the case, a fast or short-acting insulin dose should be administered using a "correction factor" which is the expected drop in blood sugar after the administration of 1 U of insulin. The correction factor is calculated using the "1,500 rule". This rule consists of dividing 1,500 into the usual total dose of insulin used by the child. For example, if the child typically uses 50U of insulin, the correction factor will be 1,500/50 = 30; this means that 1 U of insulin in this patient should reduce the plasma glucose concentration by 30mg/dL. Although there are other correction factors for regular insulin and for lispro insulin (45), the "1,500" correction factor is a safe and practical approach to correct hyperglycemia during the pre-operative period in patients who are receiving subcutaneous fast-acting or regular insulin, and in patients that will be managed with an insulin infusion during surgery.

Type-2 diabetic patients not previously treated with insulin shall get a fast-acting subcutaneous insulin dose of 0.1 U/kg when blood glucose levels are above 250 mg/dL. However, each child should be treated on a case-by-case basis, in accordance with his/her baseline treatment.

For practical purposes, the trans-operative management should be divided into four large groups:

* Children taking oral glucose-lowering agents

* Minor outpatient procedures

* Minor and intermediate inpatient procedures

* Major procedures

Children taking oral glucose-lowering agents

* If the child takes metformin, the agent must be discontinued 24 before the procedure to prevent the risk of lactic acidosis, dehydration, hypoxemia and poor tissue perfusion (46,47).

* If the child is taking other drugs such as sulfonylureas and thiazolidinediones, these should be discontinued on the morning of the surgical procedure.

MINOR OUTPATIENT PROCEDURES

In these cases there is no need to stop the administration of insulin whether subcutaneous or intravenous insulin bolus. However, although some studies recommend insulin infusions, even for minor pediatric outpatient procedures (4), we must realize that these procedures were done before the fast-acting insulin --with effects similar to the intravenous administration after subcutaneous injection--became available.

Notwithstanding the lack of studies on the use of fast-acting insulin in children, there is proven evidence in type-2 adult diabetics showing the comparable effectiveness of the fast-acting agent versus the continuous infusion (48).

MINOR AND INTERMEDIATE INPATIENT PROCEDURES

Management of these types of patients depends on the child's baseline treatment regime::

* Combination of fast and slow-acting insulin:

--On the day of surgery, these patients should be administered 50 % of the usual intermediate or slow-acting morning insulin dose.

* Use of glargine insulin

--If the child uses glargine insulin in the afternoon, this insulin should not be administered on the morning of the surgical procedure.

--If the child uses glargine insulin in the morning, the complete dose must be administered on the morning of surgery to prevent ketosis.

* Use of subcutaneous insulin pumps

--For surgeries less than 2 hours long, the pump may be used at the basal rate for that time of the day.

--For surgical procedures exceeding 2 hours or when the anesthesiologists is not familiar with these systems, a transition to an intravenous insulin infusion is recommended.

MAJOR PROCEDURES

We must remember that the stimulation of the sympathetic nervous system may have a direct impact on glucose homeostasis. The circulating epinephrine stimulates the Alfa (a) 2-receptors, reducing the pancreatic insulin release and increasing glucogenesis. For this reason, adequate analgesia during surgery is of the essence in this group of patients, so as to minimize sympathetic stimulation (49).

Major procedures are those procedures expected to last over two hours or with bleeding potential. Under these circumstances, there studies in children (7) as well as in adults (49) show the superiority of insulin infusions over subcutaneous injections for an optimum blood sugar control.

The suggested management is as follows:

* Patients should receive their usual insulin dose the day before the procedure.

* In the morning of surgery, an intravenous 10 % dextrose infusion in normal saline solution should be started as a maintenance dose, together with an intravenous insulin infusion that is administered simultaneously to maintain the blood sugar levels within the 100-200 mg/dL range.

--The maintenance of intravenous fluids depends on the size of the child and may be estimated on a body-weight basis (4 mL/Kg for the first 10 kg, 2 mL/kg from 11-20 kg, and 1 mL/kg per each kilogram above 20 kg) and according to body surface area (1.5L/[m.sup.2]/d).

* Since pre-pubertal children are more sensitive to insulin (50), the dose to be administered depends on the age of the patient:

--For pre-pubertal children (under 12 years of age), insulin requirements are typically 0.6 to 0.8 U/kg/day.

--Teenagers require a dose of 1.0 a 1.5 U/ kg/day.

--Because type-2 diabetic patients are insulin-resistant, their requirements will be higher. In children under 12 years of age, the dose used is 1 U of insulin per 5 g of dextrose; children over 12 years old use 1 U of insulin per 3 g of dextrose.

POST-OPERATIVE MANAGEMENT

Blood sugar levels should be strictly monitored, together with the presence of ketonuria, the renal function and electrolyte levels. Do not forget that surgical trauma, inactivity, pain, nausea, vomiting and poor food intake by mouth have a significant impact on glucose homeostasis.

As soon as the patient is able to take food by mouth, the usual treatment regime should be re-established, including insulin and oral glucose-lowering agents. The infusion of fluids should be discontinued.

Those patients unable to take food by mouth shall continue to receive dextrose and electrolytes solutions, maintaining blood sugar levels between 100 to 200 mg/dL, either with intravenous or subcutaneous insulin boluses.

CONCLUSIONS

The pediatric diabetic patient must be managed with a holistic approach, including Anesthesiology and Endocrinology care and taking into account his/her baseline treatment regimen, in addition to age, weight, puberty and surgical procedure. Based on these factors, the anesthesiologist has to establish a work-program for the perioperative management of these patients, in accordance with the inherent complexity of diabetes.

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Conflicto de intereses: ninguno declarado

Ana Sofia Del Castillo, Medico Anestesiologo, Hospital Santo Tomas. Funcionario del Hospital del Nino, Ciudad de Panama, Panama, anasofia113@gmail.com.

Troy Holder, Medico Anestesiologo, Hospital Santo Tomas. Funcionario del Hospital del Nino, Ciudad de Panama, Panama.

Norma Sardi, Medico. Funcionario en Patologia Clinica, Hospital Santo Tomas. Profesor titular de Patologia Humana en la Universidad Latina de Panama, Ciudad de Panama, Panama.
Table 2. Insulin preparations classified according
to their Pharmacodynamic profiles

                           Time to    Peak of     Length
                            action     action    of action
                           (hours)    (hours)     (hours)

Fact-acting
  Lispro Insulin (30)      0.25-0.5   0.5-2.5       < 5
  Aspart Insulin            < 0.25      1-3         3-5
Short-acting
  Regular (soluble)         0.5-1       2-4         5-8
Intermediate Action
  NPH (isophane)             1-2        2-8        14-24
  Slow (Zinc suspension)     1-2        3-10       20-24
Long-acting
  Ultraslow                 0.5-3       4-20       20-36
  Glargine Insulin           2-4      no peaks     20-24

Table adapted from Rhodes ET, Ferrari LR, Wolfs-dorf JI.
Perioperative Management of Pediatric Surgical Patients
with Diabetes Mellitus. Anest Analg 2005;101:986-99.
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Title Annotation:Articulo de Revision
Author:Sofia Del Castillo, Ana; Holder, Troy; Sardi, Norma
Publication:Revista Colombiana de Anestesiologia
Article Type:Report
Date:Feb 1, 2011
Words:7715
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