Submitted by Susiane de Oliveira Klefens Barbosa (btsusi@yahoo.com.br) on 2018-04-10T12:20:42Z No. of bitstreams: 1 TESE _ Susiane de Oliveira Klefens Barbosa 2018.pdf: 1518184 bytes, checksum: 6d5b1e7635afb78dfefe1890eea01151 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Pizzani null (luciana@btu.unesp.br) on 2018-04-10T19:22:58Z (GMT) No. of bitstreams: 1 barbosa_so_dr_bot.pdf: 1518184 bytes, checksum: 6d5b1e7635afb78dfefe1890eea01151 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-10T19:22:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 barbosa_so_dr_bot.pdf: 1518184 bytes, checksum: 6d5b1e7635afb78dfefe1890eea01151 (MD5) Previous issue date: 2018-02-27 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / A Síndrome do Desconforto Respiratório Agudo (SDRA) caracteriza-se por processo inflamatório que leva à quebra da barreira alvéolo-capilar com desenvolvimento de edema intersticial e alveolar, diminuição da complacência pulmonar, hipertensão pulmonar, desequilíbrio da relação ventilação/perfusão e hipoxemia refratária à administração de oxigênio. Apesar do progresso no entendimento de sua fisiopatologia e consequente avanço em estratégias terapêuticas de pacientes com SDRA, a mortalidade permanece elevada. Entre os mecanismos que levam a síndrome, várias evidências sugerem que pacientes portadores de SDRA estão expostos a elevado grau de estresse oxidativo (EO) induzido por ampla variedade de eventos. Por essa razão é fundamental a compreensão do papel do EO tanto na instalação como na perpetuação do processo infamatório que ocorre na doença. No entanto, apesar do uso de antioxidantes ter mostrado algum benefício na evolução da doença, ainda não há evidência clínica para sua utilização rotineira na prática. O licopeno é um carotenoide sem atividade provitamina A encontrado principalmente no tomate e nas frutas vermelhas. Em decorrência de seu grande número de duplas ligações conjugadas, o licopeno é considerado um dos melhores antioxidantes entre os carotenoides. Além disso, é um dos mais potentes antioxidantes encontrados no organismo humano, apresentando potência antioxidante 100 vezes maior do que a vitamina E e a vitamina C. A ventilação mecânica convencional protetora (VMC) constitui um dos principais pilares do tratamento da SDRA, sendo capaz de modificar a evolução da doença e reduzir a mortalidade. Baseado nos efeitos protetores da ventilação oscilatória de alta frequência (VOAF) sobre a SDRA, anteriormente descritos pelo grupo, bem como o potencial papel antioxidante e antiinflamatório do licopeno, nossa hipótese é que esse carotenoide exerce efeito protetor adicional em modelo experimental de SDRA. O objetivo do estudo foi investigar os efeitos da suplementação com licopeno sobre o EO pulmonar, por meio da capacidade antioxidante total (TAP) e dano oxidativo do DNA (teste do Cometa), em modelo experimental de lesão pulmonar induzida em coelhos ventilados com VMC e VOAF, comparando-os com grupo controle. Também foram avaliadas a histologia pulmonar e a inflamação pela contagem de células de neutrófilos no lavado broncoalveolar. Cinquenta e cinco coelhos foram instrumentados com traqueostomia, acessos vasculares e ventilados mecanicamente. Os animais suplementados receberam 10mg/Kg de licopeno durante 21 dias antes do experimento. A lesão pulmonar foi induzida por infusão traqueal de salina aquecida (30mL/Kg, 38°C). Foram formados os seguintes grupos experimentais: animais sadios foram submetidos a eutanásia para compor o grupo baseline sem suplementação: GBL; n=5 e baseline suplementado com licopeno: GBLL; n=5, animais sadios submetidos à VM Protetora, sem suplementação denominado grupo controle GC; n=5, animais submetidos à indução da lesão pulmonar e tratamento com ventilação mecânica e suplementados com licopeno GVMCL; n=10 e sem suplementação GVMC; n=10, com LP submetidos à VOAF e suplementados com licopeno GVAFL; n=10 e sem suplementação GVAF; n=10. Após a confirmação da lesão pulmonar, as gasometrias foram realizadas a cada 30 minutos pelas 4 horas de duração do protocolo experimental. O nível de significância foi de 5%. Comparando os momentos, antes e depois da lesão pulmonar em cada grupo, houve piora significante da oxigenação e também diminuição da complacência pulmonar estática em todos os grupos. Após 4 horas, os grupos tratados com VOAF, com e sem licopeno, e o grupo sob VMC protetora com licopeno, apresentaram melhora significante em relação ao grupo VMC protetora sem suplementação, apresentando relação de PaO2/FiO2 semelhante aos momentos antes da indução da lesão pulmonar e em relação ao GC. A contagem de neutrófilos no lavado broncoalveolar mostrou que os grupos GVMCL e GVAFL, apresentaram valores significantemente menores em comparação com os animais sem suplementação. GC, GVAFL e GVMCL apresentaram escore de lesão histológica significantemente menor quando comparados com os grupos sem suplementação. Quanto ao TAP no tecido pulmonar, não houve diferença estatística entre os grupos. O dano do DNA nos linfócitos, comparando os animais sob VMC protetora, foi significantemente mais baixo nos animais suplementados com licopeno. Este estudo demonstra que independentemente do modo ventilatório, a suplementação prévia com licopeno melhora a oxigenação, reduz a lesão inflamatória bem como a lesão histopatológica nos animais, assemelhando-se aos benefícios propostos pela VOAF, e minimiza o dano no DNA nos animais sob VMC protetora com suplementação em relação aos animais sob mesma ventilação. / Acute Respiratory Distress Syndrome (ARDS) is characterized by inflammatory process that leads to the breakdown of the alveolar-capillary barrier with the development of interstitial and alveolar edema, decreased pulmonary compliance, pulmonary hypertension, impaired ventilation and perfusion, and hypoxemia refractory to administration of oxygen. Despite better understanding in pathophysiology and consequent advancement in therapeutic strategies for ARDS patients, mortality remains high. Although the exact mechanism leading to ARDS is unknown, several evidences suggest that patients with the syndrome are exposed to a high degree of oxidative stress. For this reason it is important to understand the role of oxidative stress in both, initiation and progress of inflammatory process that occurs in the disease. However, although the use of antioxidants has shown some benefit in ARDS evolution, there is still no clinical evidence for its use in practice routine. Lycopene is a carotenoid with no provitamin A activity found mainly in tomatoes and red fruits. Due to its large number of double conjugated bonds, lycopene is considered one of the best antioxidants among carotenoids. In addition, it is one of the most potent antioxidants found in the human body, with antioxidant potency 100 times higher than vitamin E and vitamin C. Conventional mechanical ventilation (CMV) is the main ARDS treatment, capable of modifying disease evolution and reducing mortality. Based on the protective effects of high frequency oscillatory ventilation (HFOV) on ARDS, previously described by our group, as well as the potential antioxidant and antiinflammatory role of lycopene, our hypothesis is that this carotenoid has additional protective effect in ARDS model. The aim of this study was to investigate the effects of lycopene supplementation on pulmonary oxidative damage, analyzing total antioxidant performance (TAP) and oxidative DNA damage (Comet Assay), in an experimental induced lung injury model in rabbits, ventilated by CMV and HFOV compared to control group. Pulmonary histology and neutrophil cell counts were also evaluated. Fifty-five rabbits were instrumented with tracheostomy, vascular accesses and mechanically ventilated. Supplemented animals received 10mg/ kg of lycopene for 21 days prior to the experiment. Lung injury was induced by tracheal infusion of warm saline (30mL/ kg, 38°C). The following experimental groups were: healthy animals submitted to euthanasia to compose the baseline group without supplementation: GBL; n = 5 and baseline supplemented with lycopene: GBLL; n = 5, healthy animals submitted to Protective CMV, without supplementation, denominated GC control group; n = 5, animals submitted to lung injury induction and mechanical ventilation treatment and supplemented with lycopene GVMCL; n = 10 and without supplementation GVMC; n = 10, animals with LP submitted to HFOV and supplemented with lycopene GVAFL; n = 10 and without supplementation GVAF; n = 10. After confirming lung injury induction, blood gases were performed every 30 minutes during the 4 hours of the experimental protocol. The level of significance was 5%. Comparing the moments before and after the pulmonary injury induction in each group, there was a significant worsening of oxygenation and decrease in static lung compliance in all groups after injury induction. After 4 hours, groups treated with HFOV, with and without lycopene supplementation, and group with lycopene supplementation and submitted protective CMV, showed a significant improvement compared to Protective CMV group without supplementation, showing PaO2/FiO2 ratio similar to the moments before the pulmonary induction and CG. Neutrophil count in bronchoalveolar lavage showed that GVMCL and GVAFL groups presented significantly lower comparing with animals without supplementation. GC, GVAFL and GVMCL had a significantly lower histological injury score compared to groups without supplementation. TAP in lung tissue showed no statistical difference among groups. DNA damage on lymphocytes comparing animals submitted to protective CMV was significantly lower in animals supplemented with lycopene. This study demonstrates that independent of the ventilatory mode, prior lycopene supplementation improves oxygenation, reduced inflammatory injury, as well as histopathological injury score in this lung injury animal model. Both HFOV groups, and animals submitted to protective CMV and supplemented with lycopene showed reduced DNA-free damage compared to animals under de same ventilation without supplementation. / FAPESP: 2014/15683-9

A necessidade de intubação e uso de ventilação mecânica (VM) na prematuridade está relacionada à chamada lesão pulmonar induzida pela ventilação (VILI) e consequente displasia broncopulmonar (DBP). Estudos com animais e também em humanos mostraram que breves períodos de VM são suficientes para a liberação de interleucinas pró-inflamatórias. Outras formas de VM que regulam o volume-corrente evitando o volutrauma e as ventilações não invasivas como a pressão positiva contínua em via aérea por pronga nasal (CPAPn) parecem medidas protetoras ou menos lesivas para VILI. Esses efeitos protetores do CPAPn não foram ainda estudados em humanos. Objetivo: avaliar os níveis plasmáticos da interleucina (IL)-1β, IL-6, IL-8, IL-10 e fator de necrose tumoral (TNF)-α em recém-nascidos tão logo instituído CPAPn e duas horas após. Secundariamente, avaliação dessa resposta inflamatória em pacientes que necessitaram de VM. Metodologia: estudo de coorte prospectivo, incluindo recém-nascidos admitidos com idade gestacional (IG) de 28-35 semanas e necessidade de assistência ventilatória, excluindo malformações, infecção congênita, sepse, surfactante profilático e suporte ventilatório em sala de parto. Amostras de sangue coletadas nesses dois momentos. Realizada descrição das variáveis em medianas e interquartis (p25-p75), empregado Teste de Wilcoxon. Resultados: 43 recém-nascidos, médias de peso 1883,5±580g e IG 32±2,4semanas, 23 (53%) receberam CPAPn como primeira modalidade ventilatória. Pré-termos após duas horas de VM apresentaram níveis significativamente maiores de IL-6, TNF-α e IL-8. Já os níveis de IL-6 reduziram significativamente após duas horas de CPAPn. Em 15 dos 22 (68%) neonatos cujas mães receberam corticoide pré-natal, as medianas das citocinas foram menores no início do uso do CPAPn, mas esse efeito não se sustentou duas horas após. O uso de surfactante pelos prematuros em VM não alterou a resposta inflamatória em comparação aos que não necessitaram do fármaco. Conclusão: demonstramos que os RN em CPAPn apresentaram mínima liberação de citocinas pro-inflamatórias e essa modalidade pode ter um papel protetor - nesse estudo potencializado pelo uso de corticoide ante natal. Por outro lado, VM promove significativa resposta inflamatória, estimulando-se CPAPn como estratégia ventilatória inicial protetora ao prematuro maior de 28 semanas de IG com desconforto respiratório moderado. Ainda assim, serão necessários mais estudos para determinar o papel de outras formas de ventilação não invasiva e outras formas de VM consideradas protetoras na prevenção da VILI. Essa nova compreensão dos mecanismos de lesão envolvendo resposta inflamatória mediada pelas citocinas possibilitará o desenvolvimento de novas estratégias no cuidado dos recém-nascidos prematuros. / The need for intubation and mechanical ventilation (MV) in preterm infants is related to ventilator-induced lung injury (VILI) and subsequent bronchopulmonary dysplasia (BPD). Studies in animals and in humans have shown that short periods of MV are enough for the release of pro-inflammatory interleukins. Other forms of MV that regulate tidal volume avoiding volutrauma and non- invasive ventilation such as continuous positive airway pressure by nasal prongs (nCPAP) seem protective measures against VILI. These protective effects of nCPAP have not been studied in humans. Objective: To evaluate the plasma levels of interleukin (IL) - 1β , IL - 6 , IL - 8 , IL - 10 and tumor necrosis factor (TNF) - α in preterm infants as soon as established nCPAP and two hours after. Secondarily, to evaluate this inflammatory response in patients who required MV. Methods: Prospective cohort including newborns admitted with gestational age (GA) of 28-35 weeks and requiring ventilation support, excluding malformations, congenital infections, sepsis, previous surfactant use and ventilatory support need in the delivery room. Blood samples were collected at those two moments. Cytokines were described as medians and interquartile ranges (p25 - p75), and Wilcoxon test was performed. Results: 43 newborns, medium weight 1883.5 ± 580g and gestational age of 32 ± 2.4 weeks, 23 (53 %) received nCPAP as the first ventilatory mode. Preterm two hours after MV had significantly higher levels of IL - 6, TNF - α and IL - 8. The levels of IL - 6 decreased significantly two hours after nCPAP. In 15 of 22 (68 %) neonates whose mothers received antenatal corticosteroids, the median of cytokines were lower at the onset of the nCPAP, but this effect was not sustained after two hours. The use of surfactant in preterm infants in MV did not alter the inflammatory response compared to those who did not need the drug. Conclusion: we demonstrated that nCPAP presents minimal release of pro-inflammatory cytokines and may have a protective role - in this study enhanced by the use of antenatal corticosteroids. Still, MV promotes significant inflammatory response, thus stimulating nCPAP as initial less harmful ventilatory strategy to preterm greater than 28 weeks of GA with moderate respiratory discomfort. Therefore, further studies are needed to determine the role of other forms of non-invasive ventilation and other forms of MV considered protective in preventing VILI. This new understanding of injury mechanisms involving inflammatory response mediated by cytokines allows the development of new strategies in the care of premature infants.

A isquemia e reperfusão intestinal (I/R-i) é relevante fator para o desenvolvimento da síndrome do desconforto respiratório agudo (SDRA). A lesão tecidual decorrente da I/R-i pode ser local e em órgãos distante do sitio isquêmico, notadamente o pulmão. Indivíduos submetidos à isquemia intestinal ao tornarem-se vulneráveis, desenvolvem resposta exacerbada a estímulos inflamatórios secundários constituindo assim a percepção de lesão decorrente de uma dupla agressão. Neste estudo desenvolvemos modelo murino de dupla agressão pulmonar ocasionada pela I/R-i seguida de estímulo da instilação nasal de LPS ou de suco gástrico (SG). A fase de caracterização do modelo de I/R-i revelou aumento de IL-6, G-CSF, KC, IP-10 e MCP-1, mas não de TNF-a no soro e em homogeneizados de pulmão e intestino. Anticorpos anti TNF-a e o etanercepte falharam em inibir o aumento de MPO pulmonar e intestinal após a I/R-i. A instilação nasal de LPS após a I/R-i aumentou a atividade pulmonar de MPO e exacerbou a permeabilidade vascular pulmonar. Neste caso, aminoguanidina ou a vimblastina reverterem o aumento da permeabilidade vascular, sugerindo a participação conjunta de neutrófilos e óxido nítrico no processo lesivo causado pela dupla agressão. A instilação nasal de SG induziu aumento inicial (2h) de MPO pulmonar seguido de influxo de neutrófilos (24h) para o espaço alveolar. Tal processo foi acompanhado por expressão inicial e transiente de TNF-a no LBA e contrabalanceada por IL-10. A resposta inflamatória aumentada de camundongos IL-10 KO à instilação de suco gástrico mostra o papel fundamental desta citocina do controle da inflamação. O rolipram ou o composto PKF 241-466 (inibidores de TNF-a) reduziram a inflamação pulmonar induzida pelo SG. A instilação de SG após a I/R-i (I/R-i +SG) exacerbou o aumento da permeabilidade vascular pulmonar. Os dados apresentados sugerem que a exposição do organismo ao trauma intestinal torna o pulmão suscetível a um estímulo secundário como o LPS e o suco gástrico. Visto a gama de estímulos inflamatórios a que indivíduos internados em unidades de terapia intensiva podem ser submetidos, os resultados deste estudo podem contribuir para a compreensão dos mecanismos reguladores do recrutamento de neutrófilos e geração de mediadores inflamatórios na síndrome do desconforto respiratório agudo. / Intestinal ischemia and reperfusion (I/R) is implicated as a prime initiating event in the development of systemic inflammatory syndrome and Acute Respiratory Distress Syndrome (ARDS). Several studies pointed the possibility of massive systemic inflammatory events rendering the lungs more susceptible to an exacerbated inflammatory response, the so called two-hit hypothesis. In this way, minor local inflammatory stimuli could be a trigger for ARDS. In this study we investigated the effects of low-dose LPS or gastric juice (GJ) administered by nasal instillation to mice previously submitted to intestinal I/R. Our data showed that i-I/R alone induced histological signs of edema in lung as well as an increase of lung MPO activity and IL-6, G-CSF, KC, IP-10 and MCP-1 levels. Nasal instillation of LPS following i-I/R increased lung MPO activity and exacerbated lung vascular permeability. In this case, aminoguanidine or vinblastine blocked the increase of vascular permeability, suggesting the role of neutrophils and nitric oxide in injury induced by the two-hit stimuli. Instillation of GJ induced an initial (2h) increase of lung MPO followed by the influx of neutrophils (24h) to the alveolar space. Such process was followed by the transient expression of TNF-a in BAL and balanced by IL-10. The exacerbated inflammatory response of IL-10 KO mice to GJ instillation shows the importance of this cytokine in the control of the inflammation in such model. Treatment with rolipram or PKF 241-466 compound (TNF-a inhibitors) reduced lung inflammation induced by GJ. Nasal instillation of GJ after i-I/R exacerbated the increase in lung vascular permeability. The data shown suggest that the exposition of the organism to mesenteric trauma primes the host organism to a secondary inflammatory stimulus such as LPS or gastric juice. Considering the possible multiple insults to lung to which patients in intensive care units are submitted, the results of this study might contribute to the understanding of the regulatory mechanisms of neutrophils and generation of inflammatory mediators in the context of ARDS.

INTRODUÇÃO: A síndrome da imunodeficiência adquirida (AIDS) é atualmente uma pandemia, e as doenças pulmonares são a principal causa de morbidade e mortalidade dos pacientes com AIDS. Nesse sentido, as infecções respiratórias são frequente causa de hipoxemia e morte. Os pacientes com AIDS e insuficiência respiratória hipoxêmica frequentemente necessitam de ventilação mecânica invasiva, a qual é independentemente associada com mortalidade. A ventilação não invasiva com pressão positiva refere-se à oferta de assistência ventilatória mecânica sem a necessidade de invasão artificial das vias aéreas, sendo reconhecida por melhorar a oxigenação e a dispneia dos pacientes com insuficiência respiratória hipoxêmica, principalmente se aplicada de forma sequencial e progressiva, e esta pode reduzir a necessidade de ventilação mecânica invasiva nestes pacientes. Tendo em vista as incertezas quanto à resposta da oxigenação a PEEP nos pacientes com AIDS com insuficiência respiratória aguda hipoxêmica e usando o racional da pressurização progressiva das vias aéreas e seu potencial benefício na oxigenação sanguínea, nós fizemos a hipótese de que o incremento sequencial dos níveis de PEEP até 15 cmH2O pode melhorar a oxigenação sanguínea sem afetar o conforto e a hemodinâmica do paciente. O objetivo principal deste estudo foi investigar os efeitos de diferentes sequências de níveis de PEEP aplicado de forma não invasiva sobre as trocas gasosas, a sensação de dispneia e os padrões hemodinâmicos em pacientes com AIDS e insuficiência respiratória aguda hipoxêmica. O objetivo secundário foi avaliar o tempo livre de ventilação mecânica invasiva em 28 dias e a mortalidade hospitalar em 60 dias. MÉTODOS: Foram estudados 30 pacientes adultos com HIV/AIDS e insuficiência respiratória aguda hipoxêmica. Todos os pacientes receberam uma sequência randomizada de PEEP não invasivo (os valores usados foram 5, 10 ou 15 cmH2O) por vinte minutos. A PEEP foi fornecida através de máscara facial com pressão suporte (PSV) de 5 cmH2O e uma FiO2 = 1. Um período de washout de 20 minutos com respiração espontânea foi permitido entre cada PEEP. Variáveis clínicas e uma gasometria arterial foram registradas após cada etapa de PEEP. RESULTADOS: Analisando os 30 pacientes, a oxigenação melhorou linearmente com a elevação da PEEP, contudo, estudando os pacientes conforme a PEEP inicial randomizada, a oxigenação foi similar independentemente da primeira PEEP randomizada (5, 10 ou 15 cmH2O), e somente o subgrupo com PEEP inicial = 5 cmH2O melhorou mais a oxigenação quando PEEPs maiores foram usadas. A PaCO2 também aumentou junto com a elevação da PEEP, especialmente com uma PEEP = 15 cmH2O. O uso de PSV = 5 cmH2O foi associado com significante e consistente melhora da sensação subjetiva de dispnéia e da frequência respiratória com PEEP de 0 a 15 cmH2O. CONCLUSÕES: Os pacientes com SIDA e insuficiência respiratória hipoxêmica melhoram a oxigenação com a elevação progressiva e sequencial da PEEP até 15 cmH2O, contudo a elevação da PaCO2 limita a PEEP até 10 cmH2O. Uma PSV = 5 cmH2O promove uma melhora da sensação subjetiva da dispnéia independentemente do uso de PEEP / INTRODUTION: The acquired immunodeficiency syndrome (AIDS) is a pandemic, and lung diseases are the leading cause of morbidity and mortality and are often associated with respiratory infections, hypoxemia and death. The noninvasive ventilation with positive pressure refers to the provision of mechanical ventilatory assistance without the need for artificial airway invasion, being recognized for improving oxygenation and dyspnea in patients with hipoxemic respiratory failure. Patients with AIDS and hypoxemic respiratory failure often require invasive mechanical ventilation, which is independently associated with mortality. Given the uncertainties about response in oxygenation with PEEP in patients with AIDS with acute hypoxemic respiratory failure and using the rational for progressive pressurization of the airway and its potential benefits on blood oxygenation, we made the hypothesis that increased levels of sequential PEEP up to 15 cmH2O may improve blood oxygenation without affecting the comfort and hemodynamics of the patient. The main objective of this study was to investigate the effects of different sequences of PEEP levels on gas exchange, the sensation of dyspnea and hemodynamics in patients with AIDS and acute hypoxemic respiratory failure. The secondary objective was to assess the time free of invasive mechanical ventilation in 28 days and hospital mortality within 60 days. METHODS: We studied 30 adults patients with HIV/AIDS and acute hypoxemic respiratory failure. All patients received a randomized sequence of noninvasive PEEP (the values used were 5,10 or 15 cmH2O) for twenty minutes. PEEP was delivered via face mask with pressure support (PSV) of 5 cmH2O and FiO2 = 1. A washout period of 20 minutes with spontaneous breathing was allowed between each PEEP trial. Clinical variables and arterial blood gases were recorded after each PEEP step. RESULTS: Analyzing the 30 patients, oxygenation improved linearly with increasing PEEP, however studying the patients randomized according to the initial PEEP, oxygenation was similar regardless of the first randomized PEEP (5,10 or 15 cmH2O), and only the subgroup with initial PEEP = 5 cmH2O further improve the oxygenation when high PEEP were used. The PaCO2 also rose beside the PEEP elevation, especially with a PEEP = 15 cmH2O. The use of PSV = 5 cmH2O was associated with significant and consistent improvement of subjective sensation of dyspnea and respiratory rate with a PEEP from 0 to 15 cmH2O. CONCLUSION: AIDS-patients with hypoxemic respiratory failure improve oxygenation with a progressive sequential elevation of PEEP up to 15 cmH2O, however the elevation of PaCO2 limit the PEEP up to 10 cmH2O. A PSV = 5 cmH2O promotes an improvement of subjective sensation of dyspnea independently from the use of PEEP

A necessidade de intubação e uso de ventilação mecânica (VM) na prematuridade está relacionada à chamada lesão pulmonar induzida pela ventilação (VILI) e consequente displasia broncopulmonar (DBP). Estudos com animais e também em humanos mostraram que breves períodos de VM são suficientes para a liberação de interleucinas pró-inflamatórias. Outras formas de VM que regulam o volume-corrente evitando o volutrauma e as ventilações não invasivas como a pressão positiva contínua em via aérea por pronga nasal (CPAPn) parecem medidas protetoras ou menos lesivas para VILI. Esses efeitos protetores do CPAPn não foram ainda estudados em humanos. Objetivo: avaliar os níveis plasmáticos da interleucina (IL)-1β, IL-6, IL-8, IL-10 e fator de necrose tumoral (TNF)-α em recém-nascidos tão logo instituído CPAPn e duas horas após. Secundariamente, avaliação dessa resposta inflamatória em pacientes que necessitaram de VM. Metodologia: estudo de coorte prospectivo, incluindo recém-nascidos admitidos com idade gestacional (IG) de 28-35 semanas e necessidade de assistência ventilatória, excluindo malformações, infecção congênita, sepse, surfactante profilático e suporte ventilatório em sala de parto. Amostras de sangue coletadas nesses dois momentos. Realizada descrição das variáveis em medianas e interquartis (p25-p75), empregado Teste de Wilcoxon. Resultados: 43 recém-nascidos, médias de peso 1883,5±580g e IG 32±2,4semanas, 23 (53%) receberam CPAPn como primeira modalidade ventilatória. Pré-termos após duas horas de VM apresentaram níveis significativamente maiores de IL-6, TNF-α e IL-8. Já os níveis de IL-6 reduziram significativamente após duas horas de CPAPn. Em 15 dos 22 (68%) neonatos cujas mães receberam corticoide pré-natal, as medianas das citocinas foram menores no início do uso do CPAPn, mas esse efeito não se sustentou duas horas após. O uso de surfactante pelos prematuros em VM não alterou a resposta inflamatória em comparação aos que não necessitaram do fármaco. Conclusão: demonstramos que os RN em CPAPn apresentaram mínima liberação de citocinas pro-inflamatórias e essa modalidade pode ter um papel protetor - nesse estudo potencializado pelo uso de corticoide ante natal. Por outro lado, VM promove significativa resposta inflamatória, estimulando-se CPAPn como estratégia ventilatória inicial protetora ao prematuro maior de 28 semanas de IG com desconforto respiratório moderado. Ainda assim, serão necessários mais estudos para determinar o papel de outras formas de ventilação não invasiva e outras formas de VM consideradas protetoras na prevenção da VILI. Essa nova compreensão dos mecanismos de lesão envolvendo resposta inflamatória mediada pelas citocinas possibilitará o desenvolvimento de novas estratégias no cuidado dos recém-nascidos prematuros. / The need for intubation and mechanical ventilation (MV) in preterm infants is related to ventilator-induced lung injury (VILI) and subsequent bronchopulmonary dysplasia (BPD). Studies in animals and in humans have shown that short periods of MV are enough for the release of pro-inflammatory interleukins. Other forms of MV that regulate tidal volume avoiding volutrauma and non- invasive ventilation such as continuous positive airway pressure by nasal prongs (nCPAP) seem protective measures against VILI. These protective effects of nCPAP have not been studied in humans. Objective: To evaluate the plasma levels of interleukin (IL) - 1β , IL - 6 , IL - 8 , IL - 10 and tumor necrosis factor (TNF) - α in preterm infants as soon as established nCPAP and two hours after. Secondarily, to evaluate this inflammatory response in patients who required MV. Methods: Prospective cohort including newborns admitted with gestational age (GA) of 28-35 weeks and requiring ventilation support, excluding malformations, congenital infections, sepsis, previous surfactant use and ventilatory support need in the delivery room. Blood samples were collected at those two moments. Cytokines were described as medians and interquartile ranges (p25 - p75), and Wilcoxon test was performed. Results: 43 newborns, medium weight 1883.5 ± 580g and gestational age of 32 ± 2.4 weeks, 23 (53 %) received nCPAP as the first ventilatory mode. Preterm two hours after MV had significantly higher levels of IL - 6, TNF - α and IL - 8. The levels of IL - 6 decreased significantly two hours after nCPAP. In 15 of 22 (68 %) neonates whose mothers received antenatal corticosteroids, the median of cytokines were lower at the onset of the nCPAP, but this effect was not sustained after two hours. The use of surfactant in preterm infants in MV did not alter the inflammatory response compared to those who did not need the drug. Conclusion: we demonstrated that nCPAP presents minimal release of pro-inflammatory cytokines and may have a protective role - in this study enhanced by the use of antenatal corticosteroids. Still, MV promotes significant inflammatory response, thus stimulating nCPAP as initial less harmful ventilatory strategy to preterm greater than 28 weeks of GA with moderate respiratory discomfort. Therefore, further studies are needed to determine the role of other forms of non-invasive ventilation and other forms of MV considered protective in preventing VILI. This new understanding of injury mechanisms involving inflammatory response mediated by cytokines allows the development of new strategies in the care of premature infants.

Introdução: Durante o inverno de 2009, o vírus influenza A(H1N1)09pdm surgiu e se espalhou globalmente. A infecção por este vírus pode induzir a síndrome do desconforto respiratório agudo (SDRA) em alguns pacientes. O dano alveolar difuso (DAD), padrão histopatológico principal da SDRA, tem etiologia multifatorial, sendo possível que a imunopatologia seja diferente nas várias apresentações do DAD. Objetivo: Descrever, quantificar e comparar a imunopatologia viral (influenza A (H1N1) pdm09) e não-viral em casos de autópsia com dano alveolar difuso. Métodos: Foram analisados tecidos pulmonares de autopsia de 44 pacientes, sendo divididos em 3 grupos: grupo H1N1 (n=15), caracterizado por DAD secundário à influenza A(H1N1)pdm09; grupo SDRA (n=13), caracterizado por pacientes com DAD exsudativo de causas não-pulmonares; e o grupo de controle (n=16) com indivíduos que faleceram de causas não-pulmonares. Foram utilizadas as técnicas de imunohistoquímica e análise de imagem para quantificar, no parênquima pulmonar e nas pequenas vias aéreas, os marcadores de células imunes. Resultados: Foi observada uma elevada densidade celular de linfócitos T CD4+ e T CD8+, células Natural Killer CD57+, células dendríticas CD83+ e granzima A+ no parênquima pulmonar do grupo H1N1 (p < 0,05) em relação aos outros grupos. Na análise das pequenas vias aéreas, observou-se uma menor densidade célular de mastócitos (triptase), células dendríticas (CD207), e um aumento de IL-17 nos grupos H1N1 e SDRA, além de um aumento do número de granzimas A+ e diminuição de celulas dendríticas (CD83) apenas no grupo H1N1 (p < 0,05). Conclusão: O DAD causado pelo vírus influenza A (H1N1) pdm09 está associado com um fenótipo citotóxico inflamatório diferente do DAD de causas não-virais, com uma resposta parcialmente divergente no parênquima pulmonar em relação às pequenas vias aéreas / Rationale: The pandemic influenza A (H1N1) virus emerged in 2009 and spread globally. This virus infection can induce acute respiratory distress syndrome (ARDS) in some patients. Diffuse alveolar damage (DAD), which is the histological surrogate for ARDS, has a multifactorial etiology. Therefore, it is possible that the immunopathology differs among the various presentations of DAD. Objectives: To compare the lung immunopathology of viral (influenza A(H1N1)pdm09) to non-viral, extrapulmonary etiologies in autopsy cases with DAD. Methods: The lung tissue of 44 patients, was divided into 3 groups: the H1N1 group (n=15) characterized by DAD due to influenza A(H1N1)pdm09 infection; the ARDS group (n=13), characterized by patients with exudative DAD due to non-pulmonary causes; and the control group (n=16), consisting of patients with non-pulmonary causes of death. Measurements and main results: Immunohistochemistry and image analysis were used to quantify, in the lung parenchyma and small airways, several immune cell markers. There was higher expression of CD4+ and CD8+ T lymphocytes, CD83+ dendritic cells, granzyme A+ and natural killer+ cell density in the lung parenchyma of the H1N1 group (p < 0,05). In the small airways, there was a lower cell density of tryptase+ mast cells and dendritic+ cells and an increase of IL-17 in both DAD groups, with an increased number of granzyme A in H1N1 group (p < 0,05). Conclusion: DAD due to viral A(H1N1)pdm09 is associated with a cytotoxic inflammatory phenotype that is different from non-viral causes of DAD, with partially divergent responses in the parenchyma relative to the small airways.

INTRODUÇÃO: A sobrecarga hemodinâmica pulmonar (SHP) está associada a entidades clínicas de elevada morbimortalidade como: o edema pulmonar pós-pneumonectomia, o tromboembolismo pulmonar, o transplante pulmonar e a situações fisiológicas como o exercício físico. Vários pontos da sua fisiopatologia não estão elucidados. OBJETIVOS: Estudar as alterações fisiopatológicas pulmonares e cardíacas induzidas pela SHP. MÉTODOS: Vinte porcos Large White foram anestesiados, intubados e submetidos à ventilação mecânica a volume seguida por toracotomia bilateral trans-esternal. Os elementos dos lobos pulmonares foram isolados através de dissecção cirúrgica, com reparo das artérias pulmonares do lobo inferior direito, lobo mediastinal e pulmão esquerdo. Os animais foram randômicamente alocados em 4 grupos de estudo (n=5), sendo um controle (C) e três de SHP (LI, LII e LIII) induzida através da oclusão das artérias pulmonares específicas. No grupo C (controle), todos os lobos tiveram sua perfusão mantida. No grupo LI, somente o pulmão direito foi perfundido. No grupo LII, o pulmão direito menos o lobo inferior e no grupo LIII, o pulmão direito menos os lobos mediastinal e inferior, obstruindo a vasculatura pulmonar em 42, 76 e 82% respectivamente. Variáveis de hemodinâmica e de trocas gasosas foram monitoradas durante 60 minutos de SHP. Ao final do regime de SHP o lobo médio foi ressecado para análise de variáveis estruturais: morfometria (alveolar e vascular) e cálculo da relação peso úmido / peso seco. Na análise estatística foram utilizados ajustes de modelos lineares mistos com estrutura de variâncias e covariâncias, ANOVA a um fator, regressão linear simples e regressão linear de efeitos mistos com intercepto e tendência aleatório. RESULTADOS: Nas comparações intergrupos houve diferenças significativas ao longo dos 60 minutos de SHP nas variáveis hemodinâmicas: Frequencia cardíaca (p=0,004), Pressão arterial média (p=0,01), Índice sistólico (p=0,002), Pressão arterial pulmonar (p=0,001) e Pressão capilar pulmonar (p<0,0001). Trocas gasosas: Relação PaO2/FiO2 (p=0,002), PaCO2 (p<0,0001), pH (p<0,0001), Índice de consumo tecidual de O2 (p=0,02), Fração de shunt (p=0,03). Estruturais: Edemas alveolar e perivascular (p<0,0001) em ambos e Relação peso úmido / peso seco (p=0, 005). Nas comparações intergrupos, não houve diferenças significativas das variáveis: Índice cardíaco (p=0,94), HCO3 (p=0,63), Índice de oferta tecidual de O2 (p=0,89) e Taxa de extração tecidual de O2 (p=0,08). CONCLUSÕES: A SHP promoveu disfunção pulmonar significativa em pulmões previamente hígidos com alterações estruturais (edema alveolar e perivascular) e elevação das pressões arterial e capilar pulmonar. A função cardíaca foi preservada apesar de grande redução no leito vascular pulmonar (82% no grupo LIII). No grupo LII houve melhora da disfunção pulmonar ao longo do tempo de SHP / INTRODUCTION: The pulmonary hemodynamic overload (PHO) is associates to high mortality and morbidity clinical entities as: postpneumonectomy pulmonary edema, pulmonary thromboembolism, lung transplantation and physiological situations as physical exercise. Some pathophysiological aspects related to PHO are not elucidated. OBJECTIVES: To study pulmonary and cardiac pathopysiological alterations induced by PHO. METHODS: Twenty Large White pigs were anesthetized, intubated and subjected to volume controlled mechanical ventilation followed to median sternotomy. Pulmonary lobes structures were isolated by surgical dissection and pulmonary arteries of left lung, right lower lobe and mediastinal lobe were completely isolated. The animals were randomized into 4 groups (n=5 each) with one control (C) and three of PHO (LI, LII and LIII) induced by pulmonary arterial occlusions specifics for each group. In the control group (C), all lobes were perfused, ie none of arteries were occluded. In the LI group, only the right lung was perfused; in the LII group, the right lung but the lower lobe; in LIII group, the right lung but the lower and mediastinal lobes, obstructing the pulmonary vasculature in 42, 76 and 82% respectively. Hemodynamics and gas exchange variables were monitored during 60 minutes of PHO. At the end of the study, the middle lobe was resected for analysis of structural variables: morphometry (alveolar and vascular) and calculation of the wet weight / dry weight ratio. Statistical analysis settings were used with mixed linear models of variance and covariance structure, a one-way ANOVA, simple linear regression and mixed effects linear regression with random intercept and trend. RESULTS: In intergroup comparisons there were significant differences during the 60 minutes of PHO in hemodynamic variables: Heart rate (p=0, 004), Systemic arterial pressure (p=0,01), Systolic index (p=0,002), Pulmonary arterial pressure (p=0,001) and Pulmonary capillary pressure (p <0,0001). Gas exchange: for PaO2/FiO2 ratio (p=0,002), PaCO2 (p<0,0001), arterial pH (p<0,0001), O2 consumption index (p=0,02), Shunt (p=0,03). Structural: perivascular and alveolar edema (p<0,0001) in both and the wet weight / dry weight ratio (p=0,005). There were no significant differences in intergroup comparisons of variables: Cardiac index (p=0,94), arterial HCO3 (p=0,63), O2 offer index (p=0,89) and O2 extraction (p=0,08). CONCLUSIONS: The PHO promoted significant pulmonary dysfunction in previously healthy lungs with structural changes (alveolar and perivascular edema) and increased arterial and pulmonary capillary pressures. Cardiac function was preserved despite the large reduction in pulmonary vascular bed (82% in group LIII). In LII group occurred reverse of pulmonary dysfunction with past of PHO time

Hintergrund Durch die Entwicklung neuer in vivo Bildgebungsmethoden, z.B. der Computertomographie (CT) und der Positronen-Emissions-Tomographie (PET), konnte in den letzten Jahren das Verständnis über die Pathophysiologie des akuten Lungenversagens (acute respiratory distress syndrome, ARDS) maßgeblich verbessert werden. So zeigten PET/CT-Messungen, dass beim ARDS pathophysiologische Veränderungen von Lungenbelüftung und -durchblutung zu einer Störung des Gasaustausches beitragen. Die deshalb erforderliche mechanische Beatmung kann allerdings zu einer weiteren Schädigung der Lunge führen (ventilator induced lung injury, VILI). Bisher konnten weder die exakten pathophysiologischen Mechanismen des ARDS noch der potentiell schädigende Einfluss der mechanischen Beatmung vollständig geklärt werden. Fragestellung In dieser Doktorarbeit wurden PET/CT-Bildgebungstechniken für die Quantifizierung der pulmonalen Belüftung, neutrophilischen Inflammation und Perfusion im experimentellen Modell des ARDS verwendet. Hierfür wurden zwei Substudien durchgeführt. Ziel der ersten Substudie war es, in einem tierexperimentellen Modell des ARDS den relativen Einfluss der beiden wesentlichen Mechanismen von VILI, das zyklische Öffnen und Schließen von Alveolen (Atelektrauma) und die alveoläre Überdehnung (Volutrauma), auf die pro-inflammatorische Antwort der Lunge zu untersuchen. Die zweite Substudie hatte das Ziel, die Anwendung von Fluoreszenz-markierten Mikrosphären für Messungen der pulmonalen Perfusionsverteilung in akut geschädigten Lungen zu validieren. Es sollte geprüft werden, ob ex vivo Messungen mittels Fluoreszenz-markierten Mikrosphären alternativ zu in vivo PET/CT-Messungen mittels Gallium-68 (68Ga)-markierten Mikrosphären im experimentellen Modell das ARDS herangezogen werden können. Material und Methoden Es wurden zwei Substudien in analgosedierten, intubierten und mechanisch beatmeten Schweinen durchgeführt. Die Induktion des ARDS erfolgte durch repetitives, bronchoalveoläres Lavagieren mit isotonischer Kochsalzlösung. In der ersten Substudie erfolgten Untersuchungen an 10 Tieren. Nach Rekrutierung beider Lungen wurde eine absteigende Titration des positiven, end-exspiratorischen Drucks (positive end-expiratory pressure, PEEP) durchgeführt. Es folgte eine randomisierte Zuordnung der Versuchstiere zu einer vierstündigen Beatmungstherapie der linken, VILI Lunge zur Induktion eines Atelektraumas oder Volutraumas. In beiden Versuchsgruppen wurde ein vergleichbares Tidalvolumen von 3 ml/kg Körpergewicht appliziert. Zur Induktion von Volutrauma wurde ein hoher PEEP gewählt (2 cmH2O oberhalb des Levels, an dem sich die dynamische Compliance während der PEEP-Titration um mehr als 5 % erhöht). Zur Induktion von Atelektrauma wurde ein niedriger PEEP appliziert (PEEP, bei dem eine mit Volutrauma vergleichbare Atemwegsdruckdifferenz (Differenz aus Spitzendruck und PEEP) auftritt). In der rechten Lunge, welche als Kontrolllunge diente, wurde ein kontinuierlicher, positiver Atemwegsdruck von 20 cmH2O aufrechterhalten. Der Gasaustausch, insbesondere die Eliminierung von Kohlenstoffdioxid, wurde extrakorporal unterstützt. Nach vierstündiger Beatmung der linken, VILI Lunge erfolgte die Bildgebung. Für die Quantifizierung von Ausmaß und regionaler Verteilung der pulmonalen Inflammation wurde 2-deoxy-2-[18F]fluoro-D-glucose (18F-FDG) intravenös injiziert und die Aktivität mittels dynamischen PET/CT-Aufnahmen erfasst. Die Erfassung der Lungenperfusion erfolgte mittels intravenös injizierten, 68Ga-markierten Mikrosphären und statischen PET/CT-Aufnahmen. Anschließende CT-Aufnahmen während Atemmanövern am Ende der Inspiration, Exspiration und am mittleren Atemvolumen dienten der Bestimmung von Lungenbelüftung, zyklischer Überdehnung und Rekrutierung. In der zweiten Substudie wurde in 7 Schweinen die Perfusion der linken und rechten Lunge untersucht (n = 14 Lungen). Nach jeweils einstündiger mechanischer Beatmung mittels zweiphasigem, positivem Beatmungsdruck überlagert mit einem Anteil an Spontanatmung am Minutenvolumen von 0 % oder > 60 % wurden Fluoreszenzmarkierte und 68Ga-markierte Mikrosphären intravenös injiziert. Unmittelbar im Anschluss erfolgten PET/CT-Messungen der Verteilung der 68Ga-markierten Mikrosphären. Für die Analyse der Verteilung der Fluoreszenz-markierten Mikrosphären wurden die Lungen am Versuchsende entnommen, getrocknet, in Würfel gesägt und die emittierende Fluoreszenz sowie das Gewicht jedes Würfels gemessen. Die in vivo PET-Aktivitätsmessungen wurden auf die mittels CT bestimmte Lungenmasse normalisiert (QRM). Die QRM-Daten wurden auf die Auflösung der Fluoreszenzmessungen herunterskaliert (QRM,downscaled). Die Analyse der ex vivo Fluoreszenzmessungen erfolgte durch Normalisierung auf die Masse der Lungenwürfel (QFM,Mass), auf deren Volumen (QFM,Volume) und auf Würfelmasse und -volumen (QFM,Mass,Volume). Die Auflösung und die äußeren Konturen der Lungen wurden zwischen ex vivo und in vivo Messungen verglichen. Lineare Regressionen von Perfusion und axialer Verteilung jedes Lungenvolumenelementes dienten der Bestimmung von Perfusionsgradienten entlang der ventro-dorsalen und kranio-kaudalen Achse. Die Anstiege der Regressionsgeraden wurden zwischen den Messmethoden verglichen. Für jede Lunge wurde die globale und regionale Perfusionsheterogenität bestimmt und zwischen den Messmethoden verglichen. Ergebnisse In der ersten Substudie verdeutlichten PET/CT-Messungen, dass, trotz vergleichbarer Perfusion, Volutrauma im Vergleich zu Atelektrauma zu einer höheren spezifischen Aufnahme von 18F-FDG in den beatmeten, VILI Lungen führte. Dieser Effekt trat hauptsächlich in zentralen Lungenregionen auf. Weiterhin führte Volutrauma, aber nicht Atelektrauma, zu einer höheren spezifischen 18F-FDG-Aufnahme in den beatmeten, VILI Lungen im Vergleich zu den nicht-ventilierten Kontrolllungen. CT-Aufnahmen verdeutlichten, dass Atelektrauma einen höheren Anteil an nicht belüfteten Lungenkompartimenten und mehr zyklische Rekrutierung zur Folge hatte. Volutrauma bedingte hingegen höhere Anteile an überblähten und normal belüfteten Lungenarealen und mehr zyklische Überdehnung. Die Atemwegsdruckdifferenzen waren anfänglich zwischen den Gruppen vergleichbar, stiegen im Verlauf bei Atelektrauma, aber nicht bei Volutrauma, an. In der zweiten Substudie verdeutlichten sowohl ex vivo QFM,Volume-Messungen, als auch in vivo QRM-Messungen die Existenz von Perfusionsgradienten entlang der ventrodorsalen und kranio-kaudalen Achsen, trotzdem QFM-Messungen eine 21-fach geringere Auflösung aufwiesen und die erforderliche Lungenentnahme und -trocknung eine Lungendeformation bedingte. Beide Messverfahren zeigten stärkere Perfusionen dorsaler und kaudaler im Vergleich zu ventraler und kranialer Lungenareale. Im Vergleich zu QRM,downscaled-Messungen wiesen QRM-Messungen höhere globale Perfusionsheterogenitäten auf. Verglichen mit QRM,downscaled-Messungen wiesen sowohl QFM,Volume-Messungen, als auch QFM,Mass,Volume-Messungen vergleichbare regionale Perfusionsheterogenitäten auf. Schlussfolgerungen In der ersten Substudie führte Volutrauma im Vergleich zu Atelektrauma, trotz vergleichbarem Tidalvolumen, geringerer Atemwegsdruckdifferenz und vergleichbarer Perfusion, zu einer höheren pulmonalen Inflammation. Dies deutet darauf hin, dass in diesem Modell des ARDS die mit Volutrauma assoziierten hohen statischen Drücke im Vergleich zu dynamischen Einflüssen die schädlicheren Mechanismen von VILI sind. Die zweite Substudie verdeutlichte, dass ex vivo Messungen der Verteilung von Fluoreszenz-markierten Mikrosphären bei Volumennormalisierung, trotz geringerer Auflösung und auftretenden Lungendeformationen, vergleichbare Messergebnisse hinsichtlich der Existenz und des Ausmaßes von Lungengradienten mit in vivo PET/CTMessungen aufzeigen. Eine Anpassung der Auflösung der in vivo Perfusionsmessungen an die der ex vivo Messungen verringerte sowohl die globale, als auch die regionale Perfusionsheterogenität. Bei gleicher Auflösung zeigten ex vivo QFM,Volume-Messungen vergleichbare globale und regionale Perfusionsheterogenitäten wie in vivo Messungen. Die Studienergebnisse deuten darauf hin, dass für die Quantifizierung von pulmonalen Perfusionsgradienten ex vivo QFM,Volume-Messungen alternativ zu in vivo PET/CTMessungen durchgeführt werden können.

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É possível que as alterações inflamatórias e estruturais nos pulmões com enfisema alterem a resposta dos mesmos à sepse influenciando no desenvolvimento da síndrome do desconforto respiratório agudo. Objetivo: Comparar a lesão pulmonar secundária à sepse, induzida por lipopolissacarídeo (LPS) intraperitoneal, em ratos com e sem enfisema induzido pela administração intratraqueal de elastase. Métodos: Vinte e quatro ratos Wistar adultos foram randomizados para quatro grupos de seis animais: controle (C-C), enfisema (E-C), controle com sepse (C-LPS) e enfisema com sepse (E-LPS). O enfisema foi induzido pela injeção intratraqueal de elastase pancreática de porco (12 UI/ animal). Após três semanas deste procedimento, a sepse foi induzida pela injeção intraperitoneal de LPS da Escherichia coli (10 mg/Kg). Vinte e quatro horas após a indução da sepse, os animais foram submetidos à ventilação mecânica por 10 minutos para posterior coleta da gasometria arterial. A seguir, foram eutanasiados e as seguintes análises foram realizadas: lavado broncoalveolar (LBA), permeabilidade pulmonar e histologia. Os resultados foram expressos em média ± desvio padrão ou mediana (intervalo interquartil), quando apropriado, e comparados por ANOVA seguida do teste de Tukey, ou por Kruskal-Wallis seguido do teste de Mann-Whitney. Resultados: O escore de lesão pulmonar foi significativamente maior nos grupos C-LPS [0,62 (0,19)] e E-LPS [0,59 (0,13)] em comparação com os grupos C-C [0,11 (0,09)] e E-C [0,15 (0,05)] (p < 0,05). A contagem total de células (C-LPS=2,37 ± 0,74; E-LPS=5,37 ± 0,13; C-C=0,73 ± 0,36; E-C=3,09 ± 7,53 x 105) e de neutrófilos [C-LPS=1,39 (1,48); E-LPS=4,39 (1,95); C-C=0,07 (0,11); E-C=0,68 (0,61) x 105] no LBA foi significativamente maior nos grupos C-LPS e E-LPS comparado aos grupos C-C e E-C (p < 0,05). Animais do grupo E-LPS apresentaram maior contagem de células totais e de neutrófilos no LBA em comparação com o grupo C-LPS (p < 0,05). Na avaliação da razão albumina LBA/soro, o grupo E-LPS apresentou aumento significativo quando comparado ao C-LPS [0,069 (1,243) vs. 0,007 (0,002), respectivamente, p < 0,05]. Não foram observadas diferenças significativas nas trocas gasosas entre os grupos. Conclusões: A presença de enfisema foi acompanhada de maior inflamação pulmonar em resposta à agressão sistêmica induzida pela injeção intraperitoneal de LPS, levando a uma maior lesão da barreira alvéolo-capilar. Palavras-chave: enfisema pulmonar, sepse, lesão pulmonar aguda, síndrome do desconforto respiratório agudo, elastase pancreática, lipopolissacarídeos. / Introduction: The response of lungs with emphysema to a systemic insult such as sepsis is not known. Structural and inflammatory abnormalities in lungs caused by emphysema might alter their response to sepsis and thus influence the incidence and severity of acute respiratory distress syndrome. We therefore aimed to compare the severity and extension of acute lung injury in response to intraperitoneal lipopolysaccharide (LPS) injection in rats with and without emphysema induced by elastase. Methods: Twenty four adult Wistar rats were randomized into 4 groups, each of them with 6 animals: control (C-C), emphysema without sepsis (E-C), control with sepsis (C-LPS) and emphysema with sepsis (E-LPS). Emphysema was induced by intratracheal instillation of pancreatic porcine elastase (12 IU/animal). Three weeks later, sepsis was induced by intraperitoneal Escherichia coli LPS injection (10 mg/kg). Twenty four hours after sepsis induction, animals underwent mechanical ventilation for 10 minutes and then blood was sampled for gasometric analysis. Thereafter, euthanasia and the following analysis were performed: BAL, lung permeability and histology. Results were expressed as mean ± standard deviation or median (interquartile range), when appropriate, and compared using ANOVA followed by Tukey test or Kruskal-Wallis followed by Mann-Whitney test. Results: Significant increase in lung injury score was observed in the C-LPS [0.62 (0.19)] and E-LPS [0.59 (0.13)] compared to the groups C-C [0.11 (0.09)] and E-C [0.15 (0.05)] (p < 0.05). Total cell (C-LPS=2.37 ± 0.74; E-LPS=5.37 ± 0.13; C-C=0.73 ± 0.36; E-C=3.09 ± 7.53 x 105) and neutrophil counts [C-LPS=1.39 (1.48); E-LPS=4.39 (1.95); C-C=0.065 (0.11); E-C=0.68 (0.61) x 105] in the BAL were significantly higher in the groups that received LPS (p < 0.05). Significantly higher total cell and neutrophil counts in the BAL were also observed in the E-LPS group compared to C-LPS (p < 0.05). The group E-LPS showed a significant increase in the BAL/serum albumin ratio compared to C-LPS [0.069 (1.243) vs. 0.007 (0.002), respectively] (p < 0.05). There were no significant differences in the gas exchange levels among the groups. Conclusions: The presence of emphysema increases the inflammatory response in the lungs to a systemic stimulus, represented in this model by the intraperitoneal injection of LPS.

Background: Lung dysfunction constitutes a severe complication after major cardiac surgery with cardiopulmonary bypass (CPB), substantially contributing to postoperative morbidity and mortality. The current possibilities of preventive and therapeutic interventions, however, remain insufficient. We, therefore, investigated the effects of intraoperative application of the antioxidant and anti-inflammatory green tea polyphenol epigallocatechin-3-gallate (EGCG) on CPB-associated lung injury. Materials and methods: Thirty piglets (8 - 15 kg) were divided into four groups: sham-operated and saline-treated control group (n = 7); sham-operated and EGCG-treated control group (EGCG-control group; n = 7); CPB group (n = 10); and CPB + EGCG group (n = 6). The CPB groups underwent 120 min of CPB followed by 90 min of recovery time. In the CPB + EGCG group, EGCG (10 mg/kg body weight) was administered intravenously before and after CPB. Hemodynamic monitoring, blood gas analysis, hematoxylin-eosin staining, and immunohistochemistry of lung tissue were performed. Results: Histologic examination revealed thickening of the alveolar wall and enhanced alveolar neutrophil infiltration in the CPB group (P < 0.05) compared with those in the control group, which was prevented by EGCG (P < 0.05). In the CPB group, higher formation of poly(ADP-ribose) and nuclear translocation of apoptosis-inducing factor were detected in comparison with those in the control group (P < 0.001), which were both reduced in the CPB + EGCG group (P < 0.001). Compared with the control group, the EGCG-control group showed thickening of the alveolar wall and increased neutrophil infiltration (P < 0.05). Conclusions: CPB leads to lung edema, pulmonary neutrophil infiltration, and presumably initiation of poly(ADP-ribose) polymerase-dependent cell death signaling in the lung. EGCG appears to attenuate CPB-associated lung injury, suggesting that this may provide a novel pharmacologic approach.