INTRODUÇÃO: Estudos indicam que a morte encefálica está associada com alterações hemodinâmicas, hormonais e inflamatórias, comprometendo a viabilidade dos órgãos para o transplante. Porém, é necessário esclarecer quais destas alterações são decorrentes da morte encefálica e quais são devidas ao trauma associado. Este estudo tem por objetivo avaliar a microcirculação mesentérica, quantificar marcadores sistêmicos da resposta inflamatória, e analisar as alterações histopatológicas em ratos submetidos à morte encefálica comparados com ratos falso-operados. MÉTODOS: Ratos Wistar machos (300 50 g), anestesiados com isoflurano (5-2 %), foram intubados e mecanicamente ventilados (10 mL/kg, 70 ciclos/min). Através de uma trepanação, um cateter Fogarty® 4 F foi inserido no espaço intracraniano e rapidamente insuflado com 500 L de água para indução da morte encefálica. Após a indução da morte encefálica o anestésico foi retirado e os animais receberam solução salina 0,9 % endovenosa (2 mL/h). Animais falso-operados foram apenas trepanados. Pressão arterial média e frequência cardíaca foram monitoradas ao longo de todo tempo de experimento. Após 30, 180 ou 360 min, foram avaliados os seguintes parâmetros: 1) avaliação da perfusão e interação leucócito-endotélio na microcirculação mesentérica por técnica de microscopia intravital; 2) expressão de moléculas de adesão endoteliais (P-selectina e ICAM-1) por imunohistoquímica; 3) quantificação das citocinas (TNF-?, IL-1?, IL-6, e IL-10), quimiocinas (CINC-1 e CINC-2) e corticosterona séricas; 4) determinação do leucograma, hematócrito e gasometria; 5) avaliação histológica do coração, pulmão, fígado e rim. RESULTADOS: A morte encefálica resultou em imediato pico hipertensivo seguido de episódio de hipotensão, associado com queda na perfusão mesentérica para aproximadamente 30% de microvasos com fluxo sanguíneo normal (p<0,0001). A interação dos leucócitos com o endotélio apresentou um menor número de leucócitos rollers (p<0,0001), com maior migração leucocitária (p=0,03) para o tecido perivascular de ratos com morte encefálica, decorridos 180 min de experimento. A expressão de P-selectina não diferiu entre os grupos, enquanto que ICAM-1 teve sua expressão aumentada na terceira hora após a indução da morte encefálica (p<0,01). As concentrações séricas de citocinas e quimiocinas foram iguais entre animais com morte encefálica e falso-operados. Observou- se queda acentuada nos níveis séricos de corticosterona de animais com morte encefálica após 3 h de experimento (p<0,0001). O número de leucócitos totais nos animais com morte encefálica foi menor quando comparado com animais falso-operados (p<0,05), sendo observado aumento na razão neutrófilo/linfócito, após 3h de experimento, em ambos os grupos. Não foram observadas alterações significativas nos dados gasométricos e hematócrito. A morte encefálica induziu alterações histopatológicas nos quatro órgãos avaliados, sendo observada congestão vascular no coração (p=0,02) e pulmão (p=0,02), edema alveolar pulmonar (p=0,001), infiltrado leucocitário no fígado (p=0,01), e edema tubular renal (p=0,04). CONCLUSÕES: A morte encefálica desencadeou instabilidade hemodinâmica associada com hipoperfusão tecidual, além de queda na concentração de corticosterona endógena, resultando em aumento da expressão de ICAM-1 com maior migração de leucócitos na microcirculação mesentérica, além de leucopenia. Os órgãos sólidos apresentaram maior congestão vascular, sendo que os pulmões foram os órgãos mais comprometidos / BACKGROUND: Studies indicate that brain death is associated with hemodynamic, hormonal and inflammatory alterations, compromising the viability of organs to transplantation. However, it is necessary to clarify which of these alterations are consequences of brain death and which are due to brain death-associated trauma. This study aims to evaluate the mesenteric microcirculation, quantify systemic markers of the inflammatory response, and analyze the histopathological changes in rats submitted to brain death compared with sham operated animals. METHODS: Male Wistar rats (300 50 g) anesthetized with isoflurane (5-2 %) were intubated and mechanically ventilated (10 mL/kg, 70 breaths/min). Through trepanation, a Fogarty 4 F catheter was inserted intracranially and quickly inflated with 500 L of water to induce brain death. After brain death confirmation, anesthesia was stopped and the animals received 0.9 % saline solution intravenously (2 mL/h). Sham operated animals were just trepanned. Mean arterial blood pressure and heart rate were continuously monitored. After 30, 180 or 360 min, the following parameters were evaluated: 1) perfusion of microvessels and leukocyte- endothelial interactions in the mesenteric microcirculation by intravital microscopy; 2) expression of endothelial adhesion molecules (P-selectin and ICAM-1) by immunohistochemistry; 3) quantification of serum cytokines (TNF-?, IL-1?, IL-6 and IL-10), chemokines (CINC-1 and CINC-2), and corticosterone; 4) determination of white blood cell counts, hematocrit, and blood gases; 5) histological assessment of heart, lung, liver, and kidney. RESULTS: Brain death induced an immediate hypertensive peak followed by hypotension associated with a reduction in mesenteric perfusion to 30% of microvessels with normal blood flow (p<0.0001). Number of rolling leukocytes was reduced (p<0.0001), and migrated leukocytes to perivascular tissue increased after 180 min (p=0.03). The expression of P-selectin did not differ between groups, whereas the expression of ICAM-1 was increased 3 h after brain death induction (p<0.01). Increased serum concentrations of cytokines and chemokines were observed in both brain death and sham operated rats. Brain death rats showed a decrease in serum corticosterone levels after 3 h (p<0.0001). Total white blood cell counts in brain death rats was reduced when compared with sham operated rats (p<0.05), associated with an increase in neutrophil/lymphocyte ratio after 3 h in both groups. No significant changes in hematocrit and blood gases were observed. Brain death induced histopathological alterations in the evaluated organs: vascular congestion in the heart and lungs (p=0.02), pulmonary alveolar edema (p=0.001), leukocyte infiltration in the liver (p=0.01), and renal tubular edema (p=0.04). CONCLUSIONS: Brain death triggered hemodynamic instability associated with tissue hypoperfusion, and a decrease in the concentration of endogenous corticosterone, resulting in increased expression of ICAM-1 with increased migration of leukocytes at mesenteric microcirculation, associated with a paradoxical leukopenia. The main histopathological alteration in brain death rats was vascular congestion, and the lungs are the most compromised organs
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:teses.usp.br:tde-07082013-143220 |
| Date | 02 May 2013 |
| Creators | Rafael Simas |
| Contributors | Luiz Felipe Pinho Moreira, Paulina Sannomiya, Paulo Manuel Pego Fernandes, Zuleica Bruno Fortes, Claudio Leo Gelape |
| Publisher | Universidade de São Paulo, Medicina (Cirurgia Torácica e Cardiovascular), USP, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP, instname:Universidade de São Paulo, instacron:USP |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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