Influência das propriedades mecânicas e da arquitetura alveolar de pulmões preservados na patogênese da lesão de reperfusão pulmonar

Abstract

Introdução: Os fatores mecânicos pulmonares relacionados às vias aéreas e à microvasculatura desempenham papel fundamental no contexto da lesão de isquemia e reperfusão (I/R). O objetivo deste trabalho foi estudar o impacto do flush vascular pulmonar (FVP), da isquemia fria e o efeito de estratégias de recrutamento alveolar sobre as propriedades mecânicas e morfométricas e correlacionálas à função pulmonar durante a reperfusão ex-vivo. Material e Métodos: 128 ratos da raça Wistar foram divididos em 4 grupos (i) controle: pulmões isolados submetidos a 15 minutos de isquemia à temperatura ambiente; (ii) Flush: pulmões isolados submetidos ao flush vascular pulmonar (FVP) com solução de Euro-Collins (EC) e preservados a 4 0C por 10 horas (isquemia fria); (iii) CPT: pulmões isolados submetidos ao FVP com EC e à isquemia fria e que foram recrutados à CPT por 2 minutos antes do início da reperfusão; (iv) VC: pulmões isolados submetidos ao FVP com EC e ventilados com volume corrente (VC) por 10 minutos antes do início da reperfusão. Todos os pulmões foram reperfundidos durante 60 minutos, tempo no qual foram estudadas as trocas gasosas, as propriedades mecânica e hemodinâmica. Ao final da reperfusão, o peso líquido/peso seco foi calculado e a análise morfométrica realizada. Em outra etapa, 40 ratos da raça Wistar foram divididos em 5 grupos: (i) controle: pulmões com sangue; (ii) Flush: pulmões submetidos ao FVP com EC; (iii) Isquemia: pulmões submetidos ao FVP com EC e submetidos à isquemia fria; (iv) CPT: pulmões submetidos ao FVP com EC, submetidos à isquemia fria e recrutados à CPT por 2 minutos; (v) VC: pulmões submetidos ao FVP com EC, submetidos à isquemia fria e ventilados com volume corrente por 10 minutos. A análise das propriedades mecânicas e o estudo morfométrico foram realizados em todos os pulmões dos 5 grupos. Resultados: o FVP e a isquemia fria aumentaram (i) a percentagem de área alveolar colapsada, (ii) a dissipação de energia nos componentes viscoelásticos pulmonares e (iii) a eslastância estática pulmonar. Estes pulmões desenvolveram edema fulminante durante os primeiros 15 minutos de reperfusão. O recrutamento à CPT e a ventilação com VC atenuaram as alterações mecânicas e morfométricas provocadas pela preservação e evitaram a lesão I/R. Durante a reperfusão, as trocas gasosas, as propriedades mecânica e hemodinâmica dos pulmões recrutados foi similar a dos controle. Conclusões: as alterações mecânicas e morfométricas causadas pela preservação pulmonar aumentam a impedância dos pulmões tornando-os mais susceptíveis à lesão I/R, e as manobras de recrutamento alveolar empregadas imediatamente antes do início da reperfusão atenuam as inomogeneidades pulmonares causadas pela preservação e previnem a lesão I/R. ___________________________________________________________________________________ ABSTRACT

Rationale: mechanical factors related to the airways and to the pulmonary microvasculature play a fundamental role in the context of ischemic-reperfusion injury (I/R). The goal of this study is to investigate the impact of pulmonary vascular flush (PVF), cold ischemia and alveolar recruitment on the mechanical and morphometrical properties and to correlate these findings and pulmonary hemodynamics and gas exchange during the reperfusion. Methods: 128Wistar rats were randomically divided into 4 groups: (i) Control: fresh lungs; (ii) Flush: lungs flushed with Euro-Collins solution (EC), preserved at 4 0C for 10 hours (cold ischemia); (iii) TLC: flushed lungs, preserved at 4 0C for 10 hours, inflated to TLC for 2 minutes prior to rapid reperfusion; (iv) VT: flushed lungs preserved at preserved at 4 0C for 10 hours, ventilated with tidal volume during 10 minutes prior to rapid reperfusion. All lungs were subjected to an ex-vivo reperfusion during 60 minutes. In this period, the gas exchange, the mechanical and hemodynamical properties were evaluated and, at the end, the wet-to-dry ratio was calculated and the morphometrical analysis performed. In other phase, 40 Wistar rats were randomically divided in 5 groups: (i) Control: fresh lungs; (ii) Flush: lungs flushed with EC; (iii) Ischemia: flushed lungs, preserved at 4 0C for 10 hours; (iv) TLC: flushed lungs, preserved at 4 0C for 10 hours, inflated to TLC for 2 minutes; (v) VT: flushed lungs preserved at 4 0C for 10 hours, ventilated with tidal volume during 10 minutes. The end-inflation occlusion method was used to evaluate mechanical properties of the lungs. The morphometrcial analysis was also performed. Results: PVF and cold ischemia increased (i) the percentage of alveolar colapsed area; (ii) the energy dissipation on the lung viscoelastic components and (iii) the pulmonary lung elastance. These lungs (ischemic not subjected to alveolar recruitment prior to reperfusion) presented severe pulmonary edema, whereas the function of the recruited lungs were similar to that of fresh lungs. Conclusions: cold preservation increases pulmonary impedance and the huffiness to the I/R injury, and the alveolar recruitment manoeuvres performed before the reperfusion reverts, or at least, decreases the pulmonary inhomogeneities caused by the preservation and warns the I/R injury.