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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.5.2013.tde-08082013-154929
Document
Author
Full name
Isaac Azevedo Silva
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2013
Supervisor
Committee
Moreira, Luiz Felipe Pinho (President)
Fiorelli, Alfredo Inacio
Pomerantzeff, Pablo Maria Alberto
Gomes, Walter José
Stolf, Noedir Antonio Groppo
Title in Portuguese
Avaliação dos efeitos da anestesia peridural torácica sobre as alterações miocárdicas associadas à morte encefálica: estudo experimental
Keywords in Portuguese
Anestesia peridural
Bloqueio nervoso autônomo
Miocardite/fisiopatologia
Morte encefálica
Ratos Wistar
Sistema nervoso autônomo
Abstract in Portuguese
INTRODUÇÃO: Atualmente, a maior limitação ao transplante cardíaco, em todo o mundo, é a escassez de doadores cujo número está sempre aquém do número de pacientes portadores de doença cardíaca terminal, e esse hiato fica ainda maior pelo fato de cerca de 25 % dos corações doados não serem utilizados, por estarem acometidos por acentuada disfunção. A descarga catecolaminérgica associada à morte encefálica poderia ser um dos elementos implicados nesta disfunção. Assim, intervenções terapêuticas com intuito de minimizar o exacerbado estímulo simpático visam, em última instância, ampliar a oferta de órgãos para o transplante. OBJETIVOS: Investigar a hipótese de que a anestesia peridural torácica seja capaz de bloquear a tempestade autonômica inerente à morte encefálica por hipertensão intracraniana aguda, minimizando as alterações hemodinâmicas, reduzindo a resposta inflamatória e, por conseguinte, melhorando a condição do enxerto. MÉTODOS: Ratos Wistar machos (250-350 g) anestesiados (isoflurano 5 %) e monitorados continuamente para o registro da pressão arterial média foram submetidos à inserção de cateter no espaço peridural em nível torácico e, em seguida, submetidos à morte encefálica por hipertensão intracraniana aguda pela xxi insuflação de um cateter de Fogarty® introduzido por trepanação. Os animais (n = 28) foram alocados em 4 grupos: grupo salina - infusão de 20 uL de solução salina pelo cateter peridural antes da indução da morte encefálica; grupo bupi-pré - infusão de 20 uL de solução de bupivacaína a 0,5 % pelo cateter peridural, antes da indução da morte encefálica; grupo bupi-20 - infusão de 20 uL de solução de bupivacaína a 0,5 % pelo cateter peridural 20 minutos após a indução da morte encefálica; grupo bupi-60 - infusão de 20 ?L de solução de bupivacaína a 0,5 % pelo cateter peridural 60 minutos após a indução da morte encefálica. Após 6 horas os animais foram submetidos à eutanásia por exsanguinação. Foram realizadas dosagens séricas e no tecido cardíaco das citocinas interleucina (IL)-1beta e fator de necrose tumoral (TNF)-alfa pelo método de ELISA. As moléculas de adesão endoteliais, vascular adhesion molecule (VCAM)-1 e intercellular adhesion molecule (ICAM)-1, proteínas envolvidas no processo de apoptose, Bcl-2 e caspase-3, e a alfa-actina foram avaliadas no tecido miocárdico por técnica imunohistoquímica. Cortes longitudinais do coração foram corados com hematoxilina/eosina e avaliados quanto à presença de edema, infiltrado leucocitário e congestão vascular. Contagens totais de leucócitos circulantes foram realizadas antes da indução da morte encefálica e 3 e 6 horas após. RESULTADOS: Logo após a insuflação do cateter de Fogarty® todos animais evoluíram com sinais clínicos de morte encefálica: midríase bilateral fixa e ausência de reflexo corneano. O aumento súbito e efêmero da pressão arterial foi observado em todos os animais, à exceção do grupo que recebeu a bupivacaína previamente à indução da morte encefálica (grupo bupi-pré) (p<0,05). Houve acentuada e progressiva leucopenia em todos os grupos. As citocinas IL-1beta, TNF-alfa, tanto no soro quanto no miocárdio, não apresentaram diferenças significativas entre os grupos. As moléculas de adesão VCAM-1 e ICAM-1, as proteínas Bcl-2 e caspase-3, a alfa-actina, bem como a análise histológica do miocárdio não apresentaram diferenças significativas entre os grupos. CONCLUSÕES: A anestesia peridural torácica foi efetiva em bloquear o pico hipertensivo associado à morte encefálica. Contudo, tal bloqueio não se correlacionou a alterações na concentração de citocinas, expressão de moléculas de adesão, expressão de proteínas envolvidas com o processo apoptótico e alfa-actina, e alterações histológicas e do leucograma. Portanto, a tempestade autonômica não parecer ser a responsável pela ativação da resposta inflamatória e, em última instância, pela disfunção miocárdica associada à morte encefálica
Title in English
Assessment of the effects of thoracic epidural anesthesia on myocardial changes associated with brain death: an experimental study
Keywords in English
Autonomic nerve block
Autonomic nervous system
Brain death
Epidural anesthesia
Myocarditis/physiopathology
Rats Wistar
Abstract in English
BACKGROUND: Currently, the main limitation to cardiac transplantation, worldwide, is the shortage of donors whose number is always smaller than the number of patients with terminal heart disease, and this gap is even greater because about 25 % of donated hearts are not used due to severe dysfunction of unknown cause. Brain-death associated catecholaminergic storm may be implicated in this dysfunction. Thus, therapeutic interventions aiming to reduce the sympathetic stimulation result, ultimately, in an increase in the number of organs for transplantation. OBJECTIVES: To investigate the hypothesis that thoracic epidural anesthesia is capable of blocking the sympathetic discharge inherent to brain death, by acute intracranial hypertension, minimizing hemodynamic changes, and reducing the inflammatory response improving, therefore, the graft outcome. METHODS: Male Wistar rats (250 - 350 g) anesthetized (5 % isoflurane) and continuously monitored to record mean arterial pressure, underwent insertion of a catheter into the epidural space, at the thoracic level. Brain death was induced by acute intracranial hypertension by inflating an intracranially inserted Fogarty catheter. The animals (n = 28) were divided into 4 groups: saline group - infusion of 20 uL of saline through the epidural catheter before induction of brain death; pre-bup group - infusion of 20 uL of bupivacaine through epidural catheter before induction of brain death; bup-20 group - infusion of 20 uL of bupivacaine through epidural catheter 20 min after induction of brain death; bup-60 group - infusion of 20 uL of bupivacaine through epidural catheter 60 min after induction of brain death. After 6 h the animals were exsanguinated. Serum and cardiac tissue concentrations of cytokines, interleukin (IL)-1beta and tumor necrosis factor (TNF)-alfa, were performed by ELISA. The endothelial adhesion molecules, vascular adhesion molecule (VCAM)-1 and intercellular adhesion molecule (ICAM)-1, proteins involved in apoptosis, Bcl-2 and caspase-3, and ?-actin were evaluated in myocardial tissue by immunohistochemistry. Longitudinal sections of the heart were stained with hematoxylin/eosin and evaluated for the presence of edema, vascular congestion and leukocyte infiltration. White blood cell counts were obtained prior to induction of brain death, 3 and 6 h thereafter. RESULTS: Clinical signs of brain death, fixed dilated pupils and absence of corneal reflex, were observed immediately after catheter insuflation. The sudden increase in mean arterial pressure was observed in all animals except in those receiving bupivacaine prior to brain death induction (pre-bup) (p<0.05). There was a marked and progressive leukopenia in all groups. Cytokine levels, IL-1beta and TNF-alfa, in serum and cardiac tissue, showed no significant differences among groups. Adhesion molecules, VCAM-1 and ICAM-1, the proteins, Bcl-2, caspase-3 and ?-actin, and the histological analysis of the myocardium showed no significant differences among groups. CONCLUSIONS: The thoracic epidural anesthesia was effective to block the hypertensive peak associated with brain death. However, this blockage does not correlate to changes in the levels of cytokines, expression of adhesion molecules and expression of apoptosis-linked proteins, and alfa-actin. Furthermore, no changes in histological analysis and white blood cell counts were observed. The autonomic storm does not seem to be responsible for the activation of the inflammatory response and, ultimately, for the myocardial dysfunction associated with brain death
 
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IsaacAzevedoSilva.pdf (2.41 Mbytes)
Publishing Date
2013-09-30
 
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