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UILIAN DE ANDREIS
ATIVIDADE ELETROMOTORA GÁSTRICA MODULADA POR
ERITROMICINA E PROPRANOLOL EM CÃES AVALIADA
POR BAC E EGG.
Dissertação apresentada ao Instituto de Biociências
de Botucatu, Universidade Estadual Paulista “Júlio
de Mesquita Filho”, como exigência parcial para
obtenção do Título de Mestre em Ciências
Biológicas (Área de Concentração: Farmacologia).
Orientador: Prof. Dr. José Ricardo de Arruda Miranda
BOTUCATU - SP
2007
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FICHA CATALOGRÁFICA ELABORADA PELA SEÇÃO TÉC. AQUIS. E TRAT. DA INFORMAÇÃO
DIVISÃO TÉCNICA DE BIBLIOTECA E DOCUMENTAÇÃO - CAMPUS DE BOTUCATU - UNESP
BIBLIOTECÁRIA RESPONSÁVEL: ROSEMEIRE APARECIDA VICENTE
Andreis, Uilian de.
Atividade eletromotora gástrica modulada por eritromicina e propranolol em cães
avaliada por BAC e EGG / Uilian de Andreis – Botucatu : [s.n.], 2007.
Dissertação (mestrado) – Instituto de Biociências de Botucatu, Universidade
Estadual Paulista, 2007
Orientador: Prof. Dr. José Ricardo de Arruda Miranda
Assunto CAPES: 21000000
1. Gastroenterologia. 2. Sistema gastrointestinal – Motilidade.. 3.
Biosusceptometria de Corrente Alternada. 4. Eletrogastrografia*.
CDD 615.1
Palavras chave: Biosusceptometria de Corrente Alternada; Eletrogastrografia;
Eritromicina; Esvaziamento gástrico; Motilidade gástrica; Propranolol.
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A meus pais Marli e Augusto.
“Quem sabe que o tempo está fugindo descobre, súbitamente,
a beleza única do momento que nunca mais será...”
(Rubem Alvez, “Tempus Fugit”)
ii
Agradecimentos pessoais
Agradeço a Deus, sempre e por tudo.
“Toda vez que não viste as tuas pegadas na areia, foi porque te carreguei no colo.”
A meus pais pelo carinho de todos os dias, por seu apoio, sua força
espiritual, pelo conforto e a certeza de sempre ter o seu amor.
“A fé de vocês em mim me fez ter mais fé em mim mesmo.”
A meus Irmãos Sílvia, Fernando, Luciano e seus conjuges, vocês são
minha maior herança, o grande presente que meus pais me deram. A
meus Sobrinhos Diego, Tiago, Lucas, Natália, Guilherme e Felipe pela
alegria, graça e tanto carinho.
A grandeza não consiste em receber honras, mas em merecê-las.
(Aristóteles, 360 a.c.)
A minha tão querida Marina, por todos os nossos momentos, pelo
aprendizado dia após dia, pelo imenso e confortável amor que nos une.
“E se você dormisse? E se você sonhasse? E se, em seu sonho, você fosse ao Paraíso e lá colhesse uma flor
bela e estranha? E se, ao despertar, você tivesse a flor entre as mãos? Ah, e então?”
(O mundo de Sofia)
iii
Agradecimentos institucionais
A meu Orientador, Prof. Adjunto José Ricardo de Arruda Miranda, que me
incentivou e conduziu no caminho do conhecimento científico e formação
acadêmica, pelo respeito profissional e por sua inestimável amizade.
Com atenção e carinho especiais, agradeço as minhas amigas e grandes
colaboradoras desse trabalho Madileine Francely Américo e Luciana
Aparecida Corá, que me acompanharam em todos os momentos e desde
o início do trabalho se esforçaram e contribuíram para meu aprendizado.
A meus Amigos de Laboratório: Murilo Stelzer, Fabiano Carlos Paixão,
Paulo Roberto Fonseca, Giovana Evangelista, Marcelo Agostinho e
Rogério Moraes, por terem me auxiliado no desenvolvimento desse
trabalho, pelos momentos de descontração e por proporcionar um
ambiente de trabalho amigável e acolhedor.
À FAPESP pelo apoio à pesquisa e concessão de minha Bolsa de
Mestrado, processo 2004/13010-5.
iv
Resumo
A motilidade e o esvaziamento gástrico devem ser analisados tanto em
diferentes condições patológicas como para compreender o efeito que
determinadas drogas exercem nestes parâmetros. As técnicas
convencionais apresentam alguns inconvenientes exigindo o
desenvolvimento de novas metodologias que não envolvam radiação
ionizante, apresentem baixo custo e não sejam invasivas. A
Biosusceptometria de Corrente Alternada (BAC) preenche todos esses
requisitos e tem se mostrado versátil no estudo da atividade motora do
trato gastrintestinal (TGI). Já a eletrogastrografia (EGG), apesar de ser
uma técnica relativamente simples, ainda tem um papel incerto na prática
clínica sendo, portanto, imprescindível sua comparação com outros
métodos. Por outro lado, drogas como Eritromicina e Propanolol, que são
freqüentemente utilizadas, apresentam efeitos secundários relevantes
sobre o TGI, apesar de pouco estudados. O objetivo desse estudo foi
avaliar o tempo de esvaziamento gástrico sob intervenção de eritromicina
(EM) e caracterizar a atividade de contração gástrica (ACG) sob
intervenção de EM, propanolol e isoproterenol, empregando
simultaneamente BAC e EGG. O estudo foi realizado em 12 cães fêmeas
(8 a 10 kg), em jejum de 24h, que ingeriram uma refeição teste constituída
de carne moída, ração triturada e ferrita. O esvaziamento gástrico foi
avaliado sem anestésico e empregando um único sensor de BAC,
enquanto os registros da ACG incluíram indução anestésica e utilizaram
v
BAC multi-sensores. Cada cão foi submetido a um experimento de
controle e, após três dias, o mesmo procedimento era repetido com a
administração das drogas citadas. Os dados foram processados em
ambiente MatLab (MathWorks Inc.) e Origin Lab (Microcal), e a análise
estatística empregou o teste t-Student. Observou-se que a EM e o
propranolol provocaram um aumento na amplitude da ACG e na atividade
elétrica gástrica (AEG), com simultânea diminuição na freqüência de
contração. Os resultados mostraram também, que os efeitos da EM foram
mais pronunciados que os do propranolol. A EM também diminuiu o
tempo de esvaziamento gástrico e o tempo de trânsito orocecal. Através
da comparação dos resultados da ACG e esvaziamento gástrico, pode-se
inferir que essa aceleração no esvaziamento está relacionada com o
aumento da ACG. O aumento na intensidade das contrações reduziu o
tempo de retenção gástrica da refeição ingerida. A BAC e o EGG foram
eficazes na avaliação multifuncional da motilidade gástrica frente aos
efeitos de fármacos em cães. Considerando os resultados obtidos, a BAC,
particularmente, pode ser considerada uma ferramenta valiosa nas
investigações sobre motilidade em geral, além de investigar os efeitos de
outras drogas de interesse sobre o TGI.
vi
Abstract
Contractile activity and the gastric emptying should be analyzed in
different pathological conditions and to understand how certain drugs
affect these parameters. The conventional techniques contain (have)
some inconveniences demanding new approaches that not required for
ionizing radiation, present a simple noninvasive and low-cost technology.
AC Biosusceptometry (ACB) fulfills those requirements and demonstrate
versatile to study motor activity of the gastrointestinal tract (GIT).
Electrogastrography (EGG) is a relatively simple and noninvasive
technique, but its real clinical role remains to be established and,
therefore, it is indispensable the comparison with other methods. On the
other hand, drugs frequently used in clinical practice like erythromycin and
Propranolol presents an evidence of secondary effects on the GIT that has
been little studied. The aim of this study was to evaluate the gastric
emptying time under erythromycin (EM) intervention and to characterize
the gastric activity contraction (GAC) under intervention of EM, propranolol
and isoproterenol, using ACB and EGG simultaneously. After an overnight
fast, 12 female dogs (8 to 10 kg) ingested a test meal consisting of bovine
meat, dry dog food and ferrite. The gastric emptying was evaluated without
anesthesia and using a single sensor ACB, while for recordings of GAC
the dogs were anesthetized and multi-sensor ACB was employed. Each
dog was submitted to baseline recording and, after three days, the same
procedure was repeated after the administration of the above mentioned
vii
drugs. The data were analyzed in MatLab (MathWorks Inc.) and Origin
Lab (Microcal), and Student’s t test was employed. It was observed that
the EM and the propranolol provoked an increase in the ACG and in the
gastric electric activity (AEG), with simultaneous decrease in the
contraction frequency. The results also showed that the effects were more
pronounced for EM when compared with propranolol. The EM it also
reduced the gastric emptying time and the orocaecal transit time. A
comparison of the results of GAC and gastric emptying suggest that the
acceleration in the emptying is related with the increase of GAC. The
increase in the contractions intensity reduced the gastric retention time of
the ingested meal. ACB and EGG were effective tools for evaluation of
several gastric motor parameters and those related to the drugs effects in
dogs. In summary, ACB is a valuable tool that can be considered in
general investigations on motility, besides studies of the effects of other
drugs of interest on GIT.
viii
Lista de ilustrações
Figura III.01: Demonstração do experimento realizado por Faraday.
Figura III.02: Demonstração do fluxo magnético através de uma superfície.
Figura III.03: Demonstração do campo magnético gerado por uma bobina sobre a outra.
Figura III.04: Susceptômetro AC em arranjo coaxial.
Figura III.05: Esquema de funcionamento de um único sensor magnético da BAC.
Figura III.06: Diagrama de bloco eletrônico do sistema de BAC.
Figura III.07: Sistema de Biosusceptometria AC multisensores.
Figura III.08: Plataforma de aquisição e amplificadores de EGG BIOPAC Systems, Inc.
Figura III.09: (A) Fórmula estrutural da EM; (B) Lactobionato de EM.
Figura III.10: Fórmula estrutural do propranolol.
Figura III.11: Fórmula estrutural do isoproterenol.
Figura IV.01: Esquema de posicionamento do mono-sensor BAC.
Figura IV.02: (A) Esquema de posicionamento dos eletrodos para EGG. (B)
Posicionamento do multi-sensores BAC.
Figura V.01: Perfil do esvaziamento gástrico e TTOC no período de controle.
Figura V.02: Perfil do esvaziamento gástrico e TTOC sob efeito de EM.
Figura V.03: Quantificação das médias e desvio padrão para TEG e TTOC, controle e
sob efeito de EM.
Figura V.04: Quantificação da redução do TEG e TTOC sob efeito da EM.
Figura V.05: Protocolo de estudo utilizando EM.
Figura V.06: Exemplo de sinal adquirido por BAC e EGG, sob efeito de EM.
Figura V.07: Ampliação do período B, referente aos sinais da figura V.06.
Figura V.08: Ampliação do período D, referente aos sinais da figura V.06.
Figura V.09: FFT referente aos sinais da figura V.06.
Figura V.10-A: RSA BAC referente aos sinais da figura V.06.
Figura V.10-B: RSA EGG referente aos sinais da figura V.06.
Figura V.11: Quantificação de amplitude (A) e de índice de motilidade (B) para BAC.
Figura V.12: Quantificação de amplitude (A) e de índice de motilidade (B) para EGG.
Figura V.13: Exemplo de sinal adquirido por BAC e EGG, sob efeito de EM.
Figura V.14: Ampliação do período B, referente aos sinais da figura V.12.
Figura V.15: Ampliação dos períodos C e D, referente aos sinais da figura V.13.
Figura V.16: FFT referente aos sinais da figura V.13.
Figura V.17: Quantificação de amplitude (A) e de índice de motilidade (B) para BAC para
sinais da figura V.13.
ix
Figura V.18: Quantificação de amplitude (A) e de índice de motilidade (B) para EGG
para sinais da figura V.13.
Figura V.19: Quantificação media de amplitude por período para BAC.
Figura V.20: Quantificação media de amplitude por período para EGG.
Figura V.21: Quantificação media de índice de motilidade por período para BAC.
Figura V.22: Quantificação media de índice de motilidade por período para EGG.
Figura V.23: Quantificação media de freqüência por período para BAC.
Figura V.24: Quantificação media de freqüência por período para EGG.
Figura V.25: Protocolo de estudo utilizando Propanolol e Isoproterenol.
Figura V.26: Exemplo de sinal adquirido por BAC e EGG, sob efeito de propranolol.
Figura V.27: FFT referente aos sinais da figura V.26.
Figura V.28: RSA BAC referente aos sinais da figura V.26.
Figura V.29: RSA EGG referente aos sinais da figura V.26.
Figura V.30: Quantificação média de amplitude por período para BAC.
Figura V.31: Quantificação média de amplitude por período para EGG.
Figura V.32: Quantificação média de índice de motilidade por período para BAC.
Figura V.33: Quantificação média de índice de motilidade por período para EGG.
Figura V.34: Quantificação média de freqüência por período para BAC.
Figura V.35: Quantificação média de freqüência por período para EGG.
Figura V.36: ACG pelas técnicas de BAC, Pressão e EGG.
Figura V.37: Ampliação dos períodos F e G da figura V.36.
Figura V.38: Ampliação dos períodos B, C e D da figura V.36.
Figura V.39: Maior ampliação da figura V.36; períodos B e C.
Figura V.40: ACG pelas técnicas de BAC e EGG.
Figura V.41: ACG pelas técnicas de BAC e EGG.
Tabela V.I: Média e desvio padrão para TEG e TTOC fisiológico e sob efeito de EM.
Tabela V.II: Distribuição dos dados de amplitude, quantificada pela área sob a curva, sob
efeito de EM.
Tabela V.III: Distribuição dos dados de índice de motilidade sob efeito de EM.
Tabela V.IV: Distribuição dos dados de freqüência sob efeito de EM.
Tabela V.V: Distribuição dos dados de amplitude, quantificada pela área sob a curva,
sob efeito de propranolol.
Tabela V.VI: Distribuição dos dados de índice de motilidade sob efeito de propranolol.
Tabela V.VII: Distribuição dos dados de freqüência sob efeito de propranolol.
x
Lista de abreviaturas e siglas
ACG – Atividade de Contração Gástrica
AEG – Atividade Elétrica Gástrica
AUC – Area Under Curve (Área sob a Curva)
BAC – Biosusceptometria de Corrente Alternada
cpm – ciclos por minuto
ECA – Electric Control Activity (Atividade Elétrica de Controle)
EG – Esvaziamento Gástrico
EGG – Eletrogastrografia
EM – Eritromicina
EMG – Eletromiografia
Eq. – equação
ERA – Electric Response Activity (Atividade Elétrica de Resposta)
fem – Força Eletromotriz
FFT – Fast Fourier Transform (Transformada Rápida de Fourier)
Fig. – Figura
IM – Índice de Motilidade
LEM – Lactobionato de eritromicina
MCG – Magnetocardiografia
MEG – Magnetoencefalografia
MGG – Magnetogastrografia
MM – Marcadores Magnéticos
MMC – Migrating Motor Complex (Complexo Motor Migratório)
MnFe
2
O
4
– Ferrita
RMN – Ressonância Magnética Nuclear
RSA – Running Spectral Analisys (Análise Espectral Temporal)
SNA – Sistema Nervoso Autônomo
SPECT – Single Photon Emission Computed Tomography
SQUID – Superconducting Quantum Interference Device
TEG – Tempo de Esvaziamento Gástrico
TGI – Trato Gastrintestinal
TM – Traçadores Magnéticos
TTOC – Tempo de Trânsito Oro-Cecal
US – Ultra-som
UTI – Unidade de Terapia Intensiva
xi
Sumário
Folha de rosto...............................................................................................................................
i
Dedicatória....................................................................................................................................
ii
Agradecimentos............................................................................................................................
iii
Resumo.........................................................................................................................................
v
Abstract.........................................................................................................................................
vii
Lista de ilustrações.......................................................................................................................
ix
Lista de Abreviaturas e Siglas.......................................................................................................
xi
Sumário.........................................................................................................................................
xii
Capítulo I – Introdução.......................................................................................................
01
Capítulo II – Objetivos.........................................................................................................
13
Capítulo III – Bases Teóricas...........................................................................................
14
III.I – Biomagnetismo.............................................................................................................. 14
III.II – Materiais magnéticos.................................................................................................... 17
III.III – Princípios físicos básicos............................................................................................. 19
III.III.I – Lei de indução de Faraday........................................................................................ 19
III.III.II – Bobinas de indução.................................................................................................. 22
III.IV – Susceptômetro AC...................................................................................................... 24
III.V – Biosusceptometria AC com multi-sensores.................................................................. 28
III.VI – Eletrogastrografia........................................................................................................ 30
III.VII – Agentes farmacológicos............................................................................................. 33
Capítulo IV – Materiais e Métodos................................................................................. 35
IV.I – Esvaziamento gástrico.................................................................................................. 36
IV.II – Atividade de contração gástrica................................................................................... 37
IV.VI – Análise dos dados....................................................................................................... 39
Capítulo V – Resultados.................................................................................................... 42
V.I. Esvaziamento gástrico..................................................................................................... 42
V.II – Atividade de contração gástrica.................................................................................... 44
V.II.I – Eritromicina................................................................................................................. 45
V.II.II – Propranolol................................................................................................................. 59
V.III – Outras Abordagens Preliminares................................................................................. 66
Capítulo VI – Discussão.....................................................................................................
70
Capítulo VII – Conclusão...................................................................................................
83
Capítulo VIII – Referências...............................................................................................
85
Anexo........................................................................................................................................ 101
xii
Introdução
I – INTRODUÇÃO
O trato gastrintestinal (TGI) é o provedor de nutrientes para todo o
organismo e, durante seu trânsito no sentido aboral, a refeição ingerida
sofre ação mecânica e enzimática resultando em aminoácidos, ácidos
graxos e outras partículas pequenas o suficiente para serem propelidas e
absorvidas (Gregersen, 2003).
Para que ocorra um bom funcionamento do sistema é necessária
uma atividade motora coordenada e integrada ao longo do tubo digestivo
(Rao & Schulze-Delrieu, 1993). No estômago, é essa atividade que
promove e coordena a acomodação, armazenamento, trituração e
esvaziamento, ajustado ao potencial de recebimento e absorção do
intestino delgado (Quigley, 1996).
O estômago é um órgão muscular e de conspícua atividade física e
enzimática. É a porção mais dilatada do TGI, sendo anatomicamente
dividido em 5 regiões: cárdia, fundo, corpo, antro e piloro. Funcionalmente,
no que concerne a atividade motora, pode ser dividido em proximal e distal.
Refeições sólidas ficam inicialmente retidas no estômago proximal
(Camilleri, 2006) antes de serem redistribuídas para a região distal, onde
serão trituradas por contrações intensas e propelidas em direção ao piloro.
Após um período de retenção gástrica, essa refeição é reduzida a
partículas com cerca de 2 mm que são esvaziadas do estômago
geralmente de modo linear (Siegel et al., 1988).
1
Introdução
Por outro lado, refeições líquidas são distribuídas por todo o
estômago e rapidamente esvaziadas (Camilleri, 2006). Tradicionalmente,
considera-se que líquidos não-nutritivos apresentam um perfil de
esvaziamento gástrico exponencial; enquanto o aumento do valor nutritivo
e calórico da refeição líquida culmina em um esvaziamento gástrico mais
linear.
A avaliação do tempo de esvaziamento gástrico é um importante
parâmetro sobre o funcionamento normal do TGI. Este é influenciado por
fatores como o volume ingerido, a consistência e o teor de gordura da
refeição (Camilleri, 2006).
As relações entre taxa de esvaziamento, tempo de trânsito do
alimento e freqüência de contração em cada segmento do TGI são
imprescindíveis no processo digestivo e seu funcionamento integrado é
modulado por fatores miogênicos, químicos e neurais (Sarna, 1985; Rao &
Schulze-Delrieu, 1993; Camilleri, 2006).
Esse controle integrado e regulado promove oscilações periódicas
de potencial de membrana das células da musculatura lisa, conhecidas por
ondas lentas ou Atividade Elétrica de Controle (ECA – Electric Control
Activity). Durante um período, quando ocorre despolarização de um
potencial de membrana, o músculo liso contrai. Sobreposta a ECA, e
diretamente associada às contrações gástricas, ocorrem os spikes ou
Atividade Elétrica de Resposta (ERA – Electric Response Activity) (Smout
et al., 1980).
2
Introdução
O tempo entre contrações individuais de locais adjacentes está
relacionado com o espaço de tempo para ocorrência de despolarização da
ECA, a qual regula, portanto, os padrões de espaço e tempo para
ocorrência de contrações. Entretanto, o potencial de membrana não
despolariza além do limiar de excitação em cada ECA, portanto não é
essencialmente toda despolarização que apresenta contração. Para
aumentar a amplitude de contração é necessário que ocorra a liberação de
neurotransmissores nas redes neurais das camadas da musculatura lisa ou
de substâncias endógenas apropriadas, provenientes de outros locais
(Sarna, 1985; Quigley,1996).
Uma das características da atividade motora gastrintestinal é a
presença de padrões diferentes de acordo com o estado prandial do
indivíduo (Hasler, 1995).
Esses períodos têm características funcionais distintas de atividade.
Considerando o estômago, no estado alimentado, o padrão de atividade
motora é bastante regular e de freqüência bem caracterizada em torno de 3
cpm (ciclos por minuto) em humanos (Quigley, 2000) e de 4,3 cpm em cães
(Moraes et al., 2003).
No jejum, a atividade está organizada em ciclos bem definidos e
seqüenciais chamado de Complexo Motor Migratório (MMC – Migrating
Motor Complex), caracterizado por 3 fases distintas (Sarna, 1985). A fase I
é caracterizada por períodos de quiescência (pouca ou nenhuma
contração). Na fase II, ocorrem contrações intermitentes e irregulares.
3
Introdução
A fase III é caracterizada por contrações fortes, regulares e
ininterruptas que atuam como ondas de limpeza (housekeeper waves)
empurrando todo o conteúdo intraluminal (partículas indigeríveis e
bactérias) em direção ao cólon (Quigley,1996).
Uma abordagem mais detalhada sobre o MMC, demonstrou que o
início das contrações de fase III tem estreita relação com os níveis
plasmáticos de motilina (Hasler, 1995). A motilina é um neurotransmissor
endógeno produzido por células especializadas, as células motilínicas,
presentes principalmente no epitélio duodenal de mamíferos e de aves. É
um polipeptídio de 22 aminoácidos que é liberado na circulação sistêmica.
Sua molécula foi identificada e completamente seqüenciada por Brown et al.
(1973).
Os receptores da motilina presentes no TGI têm localização
inespecífica, porém sabe-se que no sentido aboral o número de receptores
diminui (Feighner et al., 1999). Os receptores de motilina pertencem à
classe A de receptores (Harmar, 2004). O mecanismo de transdução está
ligado à proteína G, que regula a liberação de seus segundos mensageiros
intracelulares (AMP cíclico, diacilglicerol e inisitol trifosfato), os quais
regulam a liberação de cálcio dos depósitos intracelulares (principalmente
retículo sarcoplasmático) e a abertura de canais de cálcio (“L-type”)
permitindo o influxo de cálcio do meio extracelular (Schramm & Grunstein,
1992; Depoortere & Peeters, 1995). O aumento na concentração de cálcio
intracelular promoverá contração muscular. Paralelamente, o cálcio
4
Introdução
também se liga a receptores voltagem-dependentes de potássio, cujo
influxo contribui para a despolarização da célula e conseqüentemente para
a contração muscular. Temporalmente, a contração muscular provocada
pelo aumento de potássio (ligada à atividade elétrica) é posterior àquela
provocada pelo aumento de cálcio (relacionada à atividade mecânica).
O mecanismo de liberação da motilina não está completamente
esclarecido, mas certamente está relacionado à acetilcolina como
mediador final, pois o pré-tratamento com bloqueadores da acetilcolina,
como atropina e hexametônio, abole as contrações de fase III do MMC
induzidas por motilina (Holle et al., 1992).
Considerando os efeitos da motilina sobre a atividade de contração,
é bastante interessante utilizar substâncias cujas propriedades mimetizem
sua ação para o tratamento de algumas doenças, como é o caso da
gastroparesia induzida por diabetes melitus (Janssens et al., 1990; Tack et
al., 1992; Silvers et al., 1998).
A Eritromicina (EM) é um antibiótico pertencente à classe dos
macrolídeos, produzida por uma cepa de Saccharopolyspora erythraea.
Esta substância foi introduzida clinicamente na década de 1950 por sua
eficácia e poucos efeitos colaterais. Todavia, Itho et al. (1984) e Zara et al.
(1985) demonstraram que a EM causava fortes contrações gastrintestinais
em cães, sendo este efeito freqüentemente relacionado à dose.
O efeito pró-cinético da EM provavelmente advém de sua estrutura
molecular análoga à da motilina e da atuação como agonista nos
5
Introdução
receptores de motilina encontrados nas fibras dos músculos lisos e nas
fibras nervosas que inervam do trato gastrintestinal (Peeters et al., 1989;
Peeters, 1993; Coulie et al., 1998).
Uma das principais utilizações da EM como agente pró-cinético é em
pacientes internados em terapia intensiva com alimentação por sonda e
ventilação mecânica (Ritz, 2005). Os bons resultados obtidos são
atribuídos, provavelmente, a um aumento da contratilidade antral e a uma
inibição da contração pilórica, resultando em uma melhor coordenação
antropiloroduodenal (DiBaise et al., 2001).
Como anteriormente citado, a regulação das funções do TGI é
bastante complexa e integrada. Vários sistemas podem atuar
simultaneamente sobre um parâmetro para executar uma função. O
Sistema Nervoso Autônomo atua diretamente sobre o TGI através das vias
α-adrenérgicas, porém as vias β-adrenérgicas, ainda que em menor
intensidade, também desempenham efeito nesse sistema.
Receptores β-adrenérgicos são conhecidos por suas funções no
controle e manutenção da freqüência cardíaca e da pressão arterial. Esses
receptores expressam-se em três classes principais: β1, β2 e β3. Os
receptores β1 são encontrados, por exemplo, no músculo cardíaco, β2 no
músculo liso e em muitos outros locais (Brown & Taylor, 2003; Hoffman,
2003). Já o receptor β3 tem uma expressão mais heterogênea, sendo
encontrado em células adiposas e tendo uma ligação ainda não muito bem
estabelecida na lipólise (Anthony et al., 1998). Sabe-se que este receptor é
6
Introdução
mais sensível aos agonistas e possui maior resistência ao bloqueio pelos
antagonistas como o Propranolol (Brown & Taylor, 2003; Hoffman, 2003).
Os receptores β têm ampla distribuição corporal, sendo encontrados
em todo sistema circulatório, respiratório e na musculatura lisa do trato
digestório. A ativação desses receptores promove contração cardíaca e
vasoconstrição, enquanto que no sistema respiratório desempenha um
importante papel no tratamento de broncoconstrição em pacientes com
asma, pois causa relaxamento da musculatura lisa bronquiolar. Além dos
efeitos cardio-pulmonares, esses receptores possuem distribuição
abrangente na musculatura lisa gastrintestinal (Taniyama et al., 1987;
McIntyre et al., 1992; Ahluwalia et al., 1994; Anthony et al., 1998) e podem,
portanto, promover relaxamento muscular, e causar déficit da atividade de
contração gástrica (ACG) e do esvaziamento gástrico (Yanda & Summers,
1983).
β-agonistas (Isoproterenol) exibem ação Simpatomimética e β
seletiva, agindo sobre o sistema cardíaco e respiratório. Devido a sua ação
na estimulação cardíaca, já foi usado em emergências em pacientes com
bradicardia ou bloqueio cardíaco, sobretudo naqueles que receberam
marcapasso artificial ou em casos de arritmias ventriculares (Hoffman,
2003).
Drogas como o Isoproterenol têm ação farmacológica comparada
aos efeitos da adrenalina e noradrenalina, exercendo poderosos efeitos
sobre os receptores β e tendo baixa afinidade por receptores α. O
7
Introdução
Isoproterenol relaxa quase todas as variedades de músculo liso, tendo
ação pronunciada na musculatura brônquica e gastrintestinal (Anthony et
al., 1998).
O mecanismo de ação é conhecido por estimular a adenilato ciclase,
que promove o aumento de AMP cíclico. Este regula a produção de
proteína-quinase, que regula a distribuição de cálcio intracelular. Além
disso, AMP cíclico também reduz a afinidade da miosina pela
cálcio-calmodulina, podendo suprimir a contração. O relaxamento é,
portanto, causado por um decréscimo na concentração de cálcio livre no
mioplasma, que pode ser por efluxo ou seqüestro pelo retículo
sacoplasmático (Bülbring & Tomita, 1987). Os efeitos ocorrem por via local,
na própria musculatura, haja visto que receptores beta-adrenérgicos
parecem não estar presentes no plexo mioentérico (Taniyama et al., 1987).
O isoproterenol não possui recomendações para tratamentos
gastrintestinais especialmente considerando-se sua ação potente no
sistema cardíaco e circulatório (Hoffman, 2003). Esperou-se observar a
efetividade de bloqueio do receptor β e ocorrência de perturbação do TGI
frente ao agonista. Yanda & Summers (1983) estudaram a atividade de
isoproterenol em cães, demonstrando o relaxamento da musculatura lisa.
Terapeuticamente, bloqueadores β (propanolol, atenolol (β1 seletivo)
ou outros bloqueadores) não são utilizados para desempenhar funções no
TGI. No entanto, podem causar os mais variados efeitos colaterais
gastrintestinais, como: náusea, vômito, dor epigástrica, cólica abdominal,
8
Introdução
diarréia, constipação, entre outras, alguns até contraditórios a sua ação
(Hoffman, 2003). Há um grande número de pessoas no mundo que
recebem terapia a partir de β bloqueador, o que o torna relevante de
estudos mais detalhados e precisos.
Além disso, o fato de agonistas de adrenoreceptores inibirem a
motilidade gastrintestinal permite inferir que o uso de antagonistas atuando
como pró-cinéticos em certas doenças, é viável e que a via simpática
poderia, nesses casos, contribuir para manutenção dos padrões normais
da motilidade gástrica (De Ponti et al., 1996).
O’Brien et al. (1989) e McIntyre et al. (1992) demonstraram que há
modulação da atividade motora e trânsito gastrintestinal através das vias
beta-adrenérgicas, em testes realizados com voluntários saudáveis,
obtendo resultados importantes de aceleração do trânsito.
É importante salientar que o TGI promove um processamento
mecânico do alimento adaptado ao tipo de dieta ingerida, assim, grandes
variações na proporção da composição dessa dieta, podem gerar
alterações de motilidade e fluxo através do trato (Gregersen, 2003).
O TGI de cães é considerado um bom modelo experimental, pois
possui uma forma anatômica e fisiológica razoavelmente análoga à do
homem (Dressman, 1986). Desse modo, a utilização desse modelo é de
grande relevância para o avanço do conhecimento científico e clínico deste
sistema, com ênfase na necessidade de empregar métodos cada vez
menos invasivos e mais ajustados ao bem estar dos indivíduos.
9
Introdução
A área de gastroenterologia apresenta diversas técnicas para
avaliação dos parâmetros relativos à motilidade do TGI. Os métodos mais
tradicionais são os que utilizam radiação ionizante, como a radiografia
contrastada e cintilografia por gama-câmara. A cintilografia é considerada
uma boa técnica para avaliar trânsito gastrintestinal, porém, assim como na
radiografia contrastada, o paciente fica exposto a radiação ionizante (Feinle
et al, 1999).
Nas avaliações do trânsito, as radiografias seriadas com
marcadores radiopacos ainda são usadas, apesar de demandarem
circunstâncias não fisiológicas para sua realização e não apresentarem
sensibilidade suficiente para detectar aceleração de trânsito (Camilleri &
Ford, 1998).
Por outro lado, a medida da ACG comumente é realizada
empregando-se métodos que avaliam as modificações das pressões e,
portanto, das contrações intraluminais características do TGI. Todavia, por
ser um método invasivo, o uso de balão barostático pode alterar as
condições fisiológicas e o funcionamento do órgão em estudo (Ropert et al.,
1993). Além disso, a correlação existente entre aumentos de pressão e
contrações ainda permanece imprecisa, principalmente devido à
dificuldade para interpretar e quantificar as contrações nos traçados,
principalmente em regiões não oclusivas (Scott, 2003).
As medidas elétricas fornecem informações sobre os potenciais
elétricos propagados na musculatura gastrintestinal e que podem promover
10
Introdução
contrações, baseado no acoplamento eletromecânico (Qian et al., 2003).
Medidas de potencial de superfície, como a eletrogastrografia (EGG),
proporcionam subsídios para a compreensão da atividade de contração
gástrica (Parkman et al., 2003; Qian et al., 2003).
Alternativamente, métodos empregando o biomagnetismo têm sido
utilizados para o estudo do TGI. O biomagnetismo é uma área que estuda
os campos magnéticos gerados pelo organismo vivo ou por materiais
magnéticos presentes no mesmo, com fins científicos ou de diagnóstico.
Técnicas biomagnéticas são convenientes por não serem invasivas, não
interferirem com a fisiologia normal do órgão, nem utilizarem radiação
ionizante, poupando o indivíduo de eventuais incômodos ou riscos à sua
saúde (Corá et al., 2005).
A Biosusceptometria de Corrente Alternada (BAC) é uma técnica
biomagnética que vem sendo utilizada devido às vantagens como baixo
custo e boa sensibilidade. Trata-se de uma técnica inócua, livre de radiação
ionizante, não invasiva e que possibilita, em alguns casos, trabalhar sem
intervenção anestésica, facilitando a experimentação in vivo. A
versatilidade da técnica, que permite avaliar trânsito e ACG, propicia a
obtenção de resultados mais próximos das condições fisiológicas do objeto
de estudo, conferindo similaridade com a aplicação clínica e terapêutica,
permitindo avaliar a resposta motora gástrica frente o efeito de drogas
(Miranda et al., 1997; Moraes et al., 2003).
11
Introdução
De maneira geral, o trabalho objetivou ampliar os conhecimentos
biofísicos, fisiológicos e farmacológicos da motilidade e do processo de
esvaziamento gástrico, contribuindo para possíveis aplicações clínicas no
tratamento de disfunções motoras ou outros estados graves que
apresentem sintomas relacionados à perda total ou parcial do
funcionamento esperado para o estômago. Especificamente, a motivação
foi estudar o efeito modulador da EM e do propranolol sobre a atividade
motora gástrica, segundo o perfil do esvaziamento e atividade de contração
(freqüência e amplitude).
12
Objetivo
II - OBJETIVO
Esse trabalho foi desenvolvimento no Laboratório de Biomagnetismo,
Departamento de Física e Biofísica do Instituto de Biociências de Botucatu
– IBB – UNESP, através do Programa de Pós-graduação em Farmacologia,
empregando as técnicas de Biosusceptometria de Corrente Alternada
(BAC) e Eletrogastrografia (EGG - Biopac Systems, Inc.).
Especificamente os objetivos foram avaliar a influência de fármacos
nos processos de esvaziamento e de contração gástrica em cães, como
abaixo apresentado:
Analisar e caracterizar o Esvaziamento Gástrico:
o Durante o período de controle;
o Sob efeito de Eritromicina.
Analisar e caracterizar a Atividade de Contração Gástrica, em termos de
amplitude (índice de motilidade) e freqüência:
o Durante o período de controle;
o Sob efeito de Eritromicina;
o Sob efeito de Propranolol.
Deve-se enfatizar que todo o procedimento empregado neste trabalho
foi aprovado pela Comissão de Ética em Experimentação Animal do
Instituto de Biociências de Botucatu – UNESP (anexo).
13
Bases Teóricas
III – BASES TEÓRICAS
III.I – BIOMAGNETISMO
As medidas biomagnéticas são caracterizadas por registros não
invasivos dos sinais magnéticos produzidos no meio biológico. O campo
magnético biológico está associado à atividade elétrica inerente aos
tecidos excitáveis e, por ser muito fraco, é detectado somente através de
sensores especialmente desenvolvidos (Williamson & Kaufman, 1981;
Romani et al., 1982). Com os avanços tecnológicos que culminaram no
aperfeiçoamento das técnicas, o biomagnetismo tornou-se uma área de
interesse para abordar diferentes parâmetros biológicos.
As técnicas biomagnéticas apresentam algumas características
peculiares, como o fato de serem totalmente não invasivas e desprovidas
de radiação ionizante (Andrä & Nowak, 1998). Estas técnicas empregam
sistemas de medidas biomagnéticas como o SQUID (Superconducting
Quantum Interference Device) (Sternickel & Braginski, 2006),
Magnetômetros de Fluxo Saturado (Carneiro et al., 1999), Magnetômetros
Magnetoresistivos (Andrä et al., 2000) e Bobinas de Indução (Miranda et
al., 1992).
Os sensores do tipo SQUID são extremamente sensíveis e, por
isso, são capazes de detectar os campos magnéticos associados à
14
Bases Teóricas
atividade elétrica de órgãos como o cérebro, coração e estômago. Estes
sensores são utilizados, inclusive na prática clínica, para registros da
atividade cardíaca (Magnetocardiografia – MCG) (Romani et al., 1982),
encefálica (Magnetoencefalografia – MEG) (Hämäläinen et al., 1993) e
gástrica (Magnetogastrografia – MGG) (Bradshaw et al., 2005).
O biomagnetismo aplicado em Gastroenterologia tem a finalidade
de analisar diversos aspectos relacionados à motilidade gastrintestinal.
Estas medidas biomagnéticas podem ser realizadas diretamente, pela
detecção da atividade elétrica e, conseqüentemente, do campo magnético
associado aos órgãos (Bradshaw et al., 2005) ou ainda indiretamente,
através da ingestão de materiais com propriedades magnéticas (Andrä &
Nowak, 1998).
A musculatura lisa do trato gastrintestinal (TGI) possui uma
atividade contrátil regulada, principalmente, por estímulos provenientes da
inervação extrínseca e intrínseca (Hasler, 1995).
Sob condições quiescentes, o TGI permanece com uma atividade
elétrica caracterizada por despolarizações rítmicas no potencial de
membrana em repouso, conhecida por ondas lentas ou atividade elétrica
de controle (ECA). As ondas lentas propagam-se distal e
circunferencialmente através das camadas musculares, com uma
freqüência variável de acordo com as diferentes regiões do TGI. As
contrações do TGI não são induzidas pelas ondas lentas, mas estão
vinculadas à atividade elétrica de resposta (ERA) (Rao & Schulze-Delrieu,
15
Bases Teóricas
1993; Quigley, 1996, 2000). Estas propriedades eletromecânicas do TGI
são passíveis de medidas biomagnéticas.
Benmair et al. (1977) foram os pioneiros em aplicar o
Biomagnetismo para avaliar a motilidade gastrintestinal através da
ingestão de um alimento-teste marcado com material magnético. Estes
autores introduziram um dispositivo baseado em um sistema construído
com uma bobina para excitar o material magnético, em uma freqüência de
50 Hz, e outra para detectar a resposta produzida. Com essa
instrumentação, foram avaliados o esvaziamento gástrico e o tempo de
trânsito intestinal da refeição marcada (Benmair et al., 1977a, b).
Muito embora a técnica biomagnética apresentada por Benmair
tenha proporcionado um avanço nos estudos da motilidade gastrintestinal,
houve a necessidade de aprimorá-la na tentativa de melhorar a
sensibilidade e a razão sinal/ruído, uma vez que nestes primeiros estudos
foram utilizados 50 g do material magnético misturado à refeição-teste.
Deste modo, a Biosusceptometria de Corrente Alternada (BAC) foi
refinada e mostrou acurácia para estudar a motilidade gastrintestinal. A
BAC utiliza bobinas de indução para registrar as variações de fluxo
magnético obtidas a partir da resposta de um material ferromagnético
(ferrita) ingerido, através da aplicação de um campo magnético alternado
no meio biológico (Miranda et al., 1992).
A atividade de contração pode ser registrada pela BAC, uma vez
que o sinal detectado por essa técnica é altamente dependente da
16
Bases Teóricas
distância e muda seu perfil conforme varia a distância entre o material
magnético e o sensor. Como a refeição teste distribui-se pelo órgão, as
contrações fazem com que ela se afaste ou se aproxime da superfície
abdominal onde está posicionado o sensor (Romeiro et al., 2006). Os
sinais originados podem ser detectados e analisados através de técnicas
de processamento digital de sinais.
A BAC reúne algumas das principais características das técnicas
biomagnéticas aliadas ao baixo custo, alta razão sinal/ruído e
sensibilidade suficiente para estudos envolvendo o TGI.
III.II – MATERIAIS MAGNÉTICOS
Os materiais utilizados em susceptometria podem ser
caracterizados e diferenciados em função da sua resposta pela aplicação
do campo magnético externo. Esses materiais apresentam propriedades
ferromagnéticas, ou seja, possuem alta susceptibilidade magnética e
respondem fortemente com a aplicação de um campo magnético externo.
Os materiais ferromagnéticos não estão magnetizados em seu estado
normal, sendo constituídos por domínios magnéticos com orientação
aleatória e campo magnético resultante nulo (Reitz et al., 1982).
Com a aplicação de um campo magnético externo
(
)
e
→
Β
haverá
orientação dos domínios magnéticos no sentido do campo aplicado,
17
Bases Teóricas
ocasionando a magnetização desse material. Isso promove um aumento
do campo magnético resultante
(
)
R
→
Β
, que é a soma do campo magnético
externo
(
)
e
→
Β
com o campo de magnetização
(
)
M
→
Β
, segundo a Eq. 1.
(1)
MeR
→→→
Β+Β=Β
Os materiais ferromagnéticos podem ser utilizados em duas formas
de apresentação distintas: como traçadores ou marcadores magnéticos.
Traçadores Magnéticos (TM) são caracterizados como um conjunto de
partículas magnéticas dispersas, ao passo que os Marcadores
Magnéticos (MM) são constituídos por partículas de material concentradas.
Ambos podem ser monitorados no interior de determinados órgãos, como
no TGI, porém, os TM são utilizados em medidas de distribuição enquanto
que os MM são adequados para uma localização pontual (Oliveira et al.,
1996; Corá et al., 2005).
Os únicos materiais ferromagnéticos em temperatura ambiente são
o ferro, o níquel e o cobalto. Sob a designação de ferritas, têm-se
basicamente os óxidos de ferro, embora possam apresentar manganês
em sua estrutura molecular. A ferrita (MnFe
2
O
4
), utilizada neste trabalho,
é um complexo insolúvel que, devido ao tamanho das suas moléculas,
não é absorvida pela mucosa gastrintestinal constituindo, portanto, um
material totalmente inerte no TGI humano (Frei et al., 1968).
18
Bases Teóricas
III.III – PRINCÍPIOS FÍSICOS BÁSICOS
As bases teóricas acerca da instrumentação utilizada na detecção
do campo magnético biológico fundamentam-se nas observações
experimentais do inglês Michael Faraday, que formulou a Lei de Indução
de Faraday.
III.III.I – LEI DE INDUÇÃO DE FARADAY
A Lei de Indução de Faraday descreve que a variação temporal do
fluxo magnético em uma bobina induz uma força eletromotriz
(
em
suas extremidades. Esta variação de fluxo gera uma corrente elétrica
alternada, que produz suas próprias linhas de campo magnético.
Conseqüentemente, com esses experimentos foi constatada uma forte
correlação entre eletricidade e magnetismo, cuja unificação formal ocorreu
posteriormente com as equações de Maxwell (Hobbie, 2001).
)
fem
Basicamente, uma demonstração do experimento realizado por
Faraday pode ser feita aproximando-se um ímã em movimento de uma
espira em repouso, onde se observa o aparecimento de uma corrente
elétrica nesta espira (figura III.01). Se o ímã for afastado, a
i
apresentará sentido contrário; por outro lado, se o movimento do ímã for
()
i
19
Bases Teóricas
interrompido, corrente elétrica
)
i
desaparecerá. Então, quando o ímã é
movimentado próximo à espira aparece uma força eletromotriz
()
.
fem
Figura III.01: Corrente elétrica induzida (i) detectada por um
amperímetro (A) devido a movimentação do ímã próximo a uma
espira fechada.
i
A
Campo do Ímã
Deste modo, o fluxo magnético
)
Φ
, através de uma superfície com
inclinação angular
(
, imersa em um campo magnético
(
é expressa
por
)
θ
)
Β
θ
⋅
Α⋅Β=Φ cos
(figura III.02). No Sistema Internacional (SI), o fluxo
magnético é dado em Weber, onde 1Wb = 1 T.m
2
.
Figura III.02: O fluxo magnético através de uma superfície
depende da inclinação angular
θ
da superfície em relação ao
vetor .
→
B
20
Bases Teóricas
Como o campo magnético
(
)
Β
depende de fatores geométricos, a
fem
()
ε
pode ser expressa de acordo com a Eq.(2).
dt
d
N
B
Φ
−=ε
(2)
De acordo com estes conceitos, a Lei de Indução de Faraday
explica que a variação temporal do fluxo de campo magnético
()
através de uma bobina com
N
espiras, induzirá uma fem
(
B
Φ
)
ε
em cada
espira. Para campos magnéticos alternados, a Eq. (2) pode ser escrita
como:
dt
d )(
cos
Β
Φ
Ν⋅⋅Α−=
θε
(3)
A fem induzida é oposta à variação de fluxo magnético; por
conseguinte, as equações apresentam um sinal negativo, explicado pela
Lei de Lenz. Segundo essa lei, a corrente elétrica
)
i
induzida é capaz de
ocasionar o aparecimento de suas próprias linhas de campo magnético,
contrapondo-se à perturbação inicial provocada pela variação de fluxo
magnético.
21
Bases Teóricas
Baseado na Eq. (3), os parâmetros
θ
Α
Ν
ε
,,, podem ser medidos
por uma bobina imersa em um campo magnético alternado e que
pode ser empregada como um detector de campo magnético.
()
t
→
Β
III.III.II – BOBINAS DE INDUÇÃO
A indução ocorre quando duas bobinas estão próximas e uma
corrente é aplicada em uma destas bobinas para estabelecer um fluxo
magnético
(
()
i
)
Φ
na outra. Alterando a corrente no tempo i(t), será gerada
uma fem
(
na outra bobina. Desta forma, haverá um acoplamento entre
as bobinas, que pode ser caracterizado pela indução mútua
(
que será
expressa, de acordo com a Lei de Faraday, pela Eq. (4).
)
ε
)
Μ
t
i
e
d
d
Μ−=ε
(4)
Nessa situação, a transferência de energia é realizada sem contato
elétrico, devido à presença do campo magnético gerado por uma bobina
sobre a outra. Tal fenômeno pode ser demonstrado pela figura III.03,
visto que no instante em que a chave C é fechada, estabelece-se uma
corrente elétrica na bobina F e o amperímetro A acusa o aparecimento de
uma corrente induzida na bobina G. Enquanto C permanece fechada,
22
Bases Teóricas
proporcionando uma corrente constante à bobina F, não se observa
corrente induzida em G. Entretanto, no momento em que a chave C é
desligada, a corrente induzida reaparece na bobina G, em sentido
contrário ao anterior.
Figura III.03: No instante em que a chave C é aberta ou fechada
surge uma corrente elétrica induzida na bobina G.
Desse modo, infere-se que a bobina F tem funcionamento
equivalente ao ímã empregado na figura III.01 cuja finalidade era induzir o
aparecimento de corrente elétrica
)
i
na espira. A diferença é que nesse
caso, a corrente é induzida em toda uma bobina G e não apenas em uma
espira. O fechamento ou não da chave C, por sua vez, corresponde à
aproximação ou afastamento do ímã da figura III.01.
Baseando-se nestes princípios, bobinas podem ser empregadas
para excitar ou detectar campos magnéticos alternados provenientes de
materiais introduzidos no meio biológico, como a presença de traçadores
ou marcadores magnéticos no TGI.
23
Bases Teóricas
III.IV – SUSCEPTÔMETRO AC
O susceptômetro AC é um sensor magnético que utiliza uma
bobina de indução como referência e uma outra para detectar o sinal
magnético (Miranda et al., 1992). Portanto, este sensor magnético possui
dois pares de bobinas em um arranjo coaxial, sendo cada par composto
por uma bobina de excitação (externa) e outra para a detecção dos sinais
(internas), arranjadas na configuração gradiométrica de primeira ordem, e
separados por uma distância denominada linha de base (figura III.04).
Figura III.04: Susceptômetro AC em arranjo coaxial. (A) bobina
excitadora e (B) bobina detectora.
Cada par de bobinas (excitação/detecção) pode ser considerado
como um transformador simples de fluxo magnético, que permite a
transferência de energia eletromagnética devido ao campo magnético
gerado pela bobina de excitação sobre a bobina de detecção.
24
Bases Teóricas
Como o arranjo instrumental do susceptômetro AC apresenta dois
pares de bobinas, logo, este dispositivo trabalha como um transformador
duplo de fluxo magnético com núcleo de ar, onde o par
(excitação/detecção) localizado mais distante do material magnético
(ferrita - MnFe
2
O
4
) atua como referência (figura III.05).
Figura III.05: Esquema de funcionamento de um único sensor
magnético da BAC com arranjo gradiométrico e coaxial.
Portanto, quando nenhum material magnético está próximo do
sistema de detecção e uma corrente oscilante com freqüência
ω
é
aplicada sobre as bobinas excitadoras, a voltagem de saída
(
a partir
das bobinas detectoras é dada pela Eq. (5).
)
d
V
()
RI
dt
dI
V
e
d
+Μ−Μ=
3412
(5)
25
Bases Teóricas
3412
Μ
−Μ=ΔΜ é a diferença entre a indutância mútua para os dois pares
de bobinas;
R
é a resistência elétrica na bobina de detecção;
e
I corrente fornecida para as bobinas excitadoras;
I
corrente alimentada para o amplificador.
As bobinas excitadoras induzem fluxos magnéticos iguais nas
bobinas detectoras, que são arranjadas na configuração gradiométrica de
primeira ordem. Assim, quando não houver material magnético nas
proximidades do sistema de medida, o sinal de saída será muito baixo.
Aproximando-se uma massa magnética em um dos lados do
susceptômetro, ocorrerá um desbalanceamento nos fluxos magnéticos do
sistema gradiométrico. O fluxo magnético resultante do acoplamento entre
a massa magnética e a bobina detectora permite a detecção e o
monitoramento deste material. O campo magnético detectado pelo
sistema é da ordem de mG. O susceptômetro AC é sensível à variação
entre a distância da bobina detectora e o material magnético sendo,
portanto, muito sensível ao movimento da ferrita no interior do órgão.
Assim, com a aproximação de qualquer material magnético,
ocorrerá um desbalanceamento na voltagem de saída
(
, devido à
diferença de fluxo concatenado sobre cada bobina detectora. A variação
)
d
V
26
Bases Teóricas
temporal do fluxo magnético
)
Δ
Φ
é detectada como uma fem
()
ε
,
conforme a Eq. (6).
t
I
´
t
e
d
d
d
d
Μ=
ΔΦ
−=ε (6)
Onde = diferença de indutância mútua.
´Μ
Esta fem pode ser medida, digitalizada e adquirida continuamente
através de um amplificador “Lock-in”, uma placa analógico/digital e um
computador. Essencialmente, o “Lock-in” é um amplificador sensível à
fase que detecta a fem em uma freqüência específica, usando um sinal de
referência. Como resultado final, o Lock-in é muito efetivo na redução de
sinais provenientes do ruído ambiental e torna possível a detecção e
registro de sinais magnéticos fracos, em ambientes não blindados. A
figura III.06 mostra o diagrama de bloco eletrônico do sistema de BAC.
Figura III.06: Diagrama de bloco eletrônico do sistema de BAC.
27
Bases Teóricas
A Biosusceptometria AC foi utilizada para avaliar a motilidade
gastrintestinal, especificamente, para determinar o tempo de trânsito
orocecal (TTOC) (Baffa et al., 1995), esvaziamento gástrico (EG) (Miranda
et al., 1992), atividade de contração gástrica (ACG) em humanos (Miranda
et al., 1997) e em cães (Moraes et al., 2003), tempo de trânsito esofágico
e faringeano (Daghastanli et al., 1998; Miquelin et al., 2001). Deve ser
enfatizado que todos estes estudos foram realizados com a ingestão de
um alimento teste magneticamente marcado por um traçador magnético
(TM).
Além dos estudos de motilidade, o susceptômetro AC também foi
empregado para aquisição de imagens de fantomas magnéticos in vitro
(Moreira et al., 2000).
III.V – BIOSUSCEPTOMETRIA AC COM MULTI-SENSORES
Um sistema de Biosusceptometria AC com multi-sensores foi
implementado e utilizado no estudo da motilidade do TGI com traçadores
magnéticos. Com esse dispositivo, foi possível caracterizar a distribuição
intragástrica de um pequeno volume de uma refeição-teste magnética
(Américo et al., 2007) e estudar a motilidade colônica e resposta intestinal
à alimentação (Romeiro et al., 2006).
No estudo com marcadores magnéticos, BAC multi-sensores foi
utilizada para avaliar a desintegração de formas farmacêuticas sólidas e o
28
Bases Teóricas
trânsito gastrintestinal (Corá et al., 2003, 2006a, b) e na apresentação de
imagens magnéticas desse processo (Corá et al., 2005b).
Esta instrumentação possui um par de bobinas de excitação (φ=11
cm) e sete pares de bobinas para a detecção do sinal magnético (φ=3,5
cm), na configuração gradiométrica de 1ª ordem e dispostos coaxialmente.
O conjunto de sensores foi construído com um sistema excitador comum
externo e sete detectores eqüidistantes centrais, sendo que seis
detectores formam os vértices de um hexágono regular e o sétimo ocupa
o centro (figura III.07).
Figura III.07: Sistema de Biosusceptometria AC multisensores,
com sete pares de bobinas detectoras (internas) e um par de
bobinas excitadoras (externas).
29
Bases Teóricas
III.VI - ELETROGASTROGRAFIA
A Eletrogastrografia (EGG) consiste no registro da atividade
mioelétrica gástrica através de eletrodos colocados sobre a pele. Desde
os primeiros achados de atividade elétrica no TGI (Alvarez, 1922),
diversos estudos empregando o EGG visam sua aplicação mais efetiva na
prática clínica.
O EGG é um técnica muito atraente para o estudo da atividade de
contração gástrica normal bem como de desordens motoras (Sun et al.,
1995), especialmente aquelas relacionadas a freqüência de contração, no
homem e também em cães. Convém salientar ainda que o EGG é uma
técnica não invasiva, que não altera a fisiologia gástrica normal e nem
envolve radiação ionizante.
O sinal obtido pelo EGG é composto primariamente pela Atividade
Elétrica de Controle (ECA), também denominada “ondas lentas”, uma
atividade periódica e onipresente que não é indicativa de atividade
contráctil. O sinal também é caracterizado pela Atividade Elétrica de
Resposta (ERA), associada à presença de ondas de contração.
Sobre o sinal registrado pelo EGG, há consenso no que concerne a
sua configuração senoidal , bem como sua freqüência, que no homem é
cerca de 3 ciclos por minuto (cpm) (Smout et al., 1980). Normalmente,
anormalidades nesta freqüência (disritmias) podem estar associadas com
desordens da motilidade gástrica. Porém, o significado clínico e fisiológico
30
Bases Teóricas
das alterações na amplitude do EGG ainda não está completamente
esclarecido (Quigley, 1996).
Diversos autores presumem que o aumento de intensidade
registrado na eletrogastrografia reflete um aumento na atividade contráctil
fásica do estômago (Smout et al., 1980), enquanto outros autores
consideram que após uma refeição os eletrodos superficiais tornam-se
mais próximos do estômago distendido permitindo melhores condições de
registro elétrico (Brown et al., 1975). Atualmente, considera-se que o
aumento na amplitude do sinal seja resultante dos dois fatores, ou seja,
um reflexo do aumento de contratilidade e também da alteração espacial
entre os eletrodos e o estômago (Chen & McCallum, 1994; Mintchev et al.,
1993).
Diversos fatores influenciam o registro do EGG, como a disposição
dos eletrodos na pele (Smout et al., 1994), o uso de refeições não
padronizadas (Levanon et al., 1998), movimentos do corpo que provocam
artefatos (Quigley, 1996) e, principalmente a intensidade do sinal frente
ao cardíaco.
Dessa forma, em virtude da diferença de intensidade entre o EGG
e o ECG (eletrocardiografia) equipamentos específicos foram
desenvolvidos como a linha da Biopac, utilizados nesse trabalho, com
amplificadores e sistemas de filtros já otimizados para a detecção dos
EGG (Fig. III.08).
31
Bases Teóricas
Figura III.08: Plataforma de aquisição e amplificadores de
eletrogastrografia BIOPAC Systems, Inc.
Enquanto a medida de EGG pode ser considerada relativamente
simples, a análise de dados é complexa e envolve um intricado
processamento de sinais que se utiliza da transformada rápida de Fourier
(FFT) e Running spectral analysis (RSA). Considerando a baixa relação
sinal/ruído, utilizam-se filtros do tipo passa-banda, passa-baixa e passa-
alta para eliminar o ruído proveniente de outros órgãos (coração, intestino
delgado, etc) e minimizar efeitos gerados por artefatos como movimentos
respiratórios.
O EGG foi utilizado para demonstrar sua eficácia em diversos
estudos envolvendo principalmente náusea, vômito e disritmias (Koch &
Stern, 1994). Além disso, sua não invasividade é atraente em situações
como a gravidez. No entanto, seu papel real na prática clínica ainda
precisa ser estabelecido (Quigley, 1996), tornando imprescindível novos
estudos que demonstrem sua aplicabilidade e seu significado quando
comparado a outras técnicas.
32
Bases Teóricas
III.VII – AGENTES FARMACOLÓGICOS
Nesse trabalho foram usadas drogas com potencial terapêutico
para indivíduos que apresentem sintomas ou disfunções de motilidade.
ERITROMICINA:
A eritromicina – EM – (figura III.09-A) é um antibiótico macrolídio de
ação bacteriostática e estrutura análoga à motilina, portanto, tem a
capacidade de se ligar como agonista em seus receptores presentes no
trato gastrintestinal. Em virtude dessa propriedade pode ser utilizado
como droga pró-cinética (Itho et al., 1984).
A droga utilizada foi o Tromaxil, lactobionato de eritromicina - LEM
(figura III.09-B), fabricado por CURASAN-AG – Kleinostheim, Germany,
importado e distribuído no Brasil por OPEM REPRESENTAÇÃO
IMPORTADORA EXPORTADORA E DISTRIBUIDORA LTDA – São Paulo
– SP, que gentilmente fez a doação para a realização desse trabalho.
Essa substância é um sal solúvel e em solução libera a molécula
de EM, que é uma base. As doses administradas foram de 5 mg/kg de
LEM, correspondente a 3 mg/kg de eritromicina base, aproximadamente.
A solução infundida foi de 1 mg/ml a cada 6 segundos, 0,1% de LEM, em
dose única.
33
Bases Teóricas
(A) (B)
Figura III.09: (A) Fórmula estrutural da Eritromicina; (B) Lactobionato de
Eritromicina.
(A) - http://es.wikipedia.org/wiki/Imagen:Erythromycin.png; acesso em 8/02/2007.
(B) - http://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/volltexte/2006/2016/pdf/Dissertation.pdf
Figura III.10: Fórmula estrutural
do propranolol.
http://en.wikipedia.org/wiki/Image:Propra
nolol.png; acesso em 8/02/2007.
PROPRANOLOL:
É um antagonista não seletivo de
receptores beta. A droga utilizada é o
Cloridrato de D,L Propranolol (figura
III.10), fabricado por Sigma-Aldrich Co. A
dose administrada foi de 1 mg/kg,
solução de 1 mg/ml, dose única, in bolus.
ISOPROTERENOL:
É um agonista não seletivo de
receptores beta. A droga utilizada é o
Cloridrato de D,L Isoproterenol (figura
III.11), fabricado por Sigma-Aldrich Co. A
dose administrada foi de 0,5 µg/kg,
solução de 5 µg/ml, dose única, in bolus.
Figura III.11: Fórmula estrutural
do isoproterenol.
http://en.wikipedia.org/wiki/Image:Isoprot
erenol.png; acessado em 8/02/2007.
34
Materiais e Métodos
IV – MATERIAIS E MÉTODOS
Foram empregados doze cães (Canis familiares), fêmeas, sem raça
definida, com peso médio de 10 Kg (mínimo 8kg; máximo 12kg), isentos
de sinais aparentes de doença infecto-contagiosas e provenientes do
Biotério Central da UNESP - Botucatu. Os animais foram colocados em
baias individuais para adaptação às mesmas e aos tratadores. Além disso,
receberam Ivermectina (antiparasitário) por via subcutânea na dose de
0,025 mg/Kg de peso vivo e alimentação uma vez ao dia, por 8 dias,
ambos os procedimentos visando uniformizar suas condições gerais.
Os animais tiveram estado prandial controlado em jejum de 24
horas antes dos experimentos. Em seguida, foi fornecida uma refeição
teste marcada com ferrita em pó (traçador magnético).
A refeição de prova constitui-se de uma mistura homogênea
contendo 50g de carne bovina moída e cozida, 45g de ração Eukanuba
®
triturada e 5g de ferrita em pó (traçador magnético), totalizando
aproximadamente 250Kcal.
35
Materiais e Métodos
IV.I – ESVAZIAMENTO GÁSTRICO
Dez minutos antes da ingestão da refeição teste, os animais foram
posicionados em decúbito dorsal para o registro do valor basal. Cinco
minutos após a ingestão da refeição teste, os animais foram
reposicionados em decúbito dorsal e iniciaram-se os registros de
intensidade magnética proveniente do alimento marcado no estômago. As
leituras foram realizadas com o sensor de BAC sobre o estômago
baseando-se em referências anatômicas como o processo xifóide e o
gradil costal esquerdo. Determinou-se o ponto de máxima intensidade
magnética e todas as leituras posteriores foram realizadas nesse ponto.
Esse mapeamento foi realizado em intervalos de 60 minutos,
durante um período de 10 horas ou até que todo o sinal proveniente da
refeição teste retornasse aos valores basais no ponto utilizado para os
registros. Paralelamente, a região do cólon proximal também foi
monitorada para determinar o tempo de trânsito oro-cecal (TTOC).
O mesmo animal também era submetido a um segundo experimento
realizado após 3 dias, visando avaliar a interferência da eritromicina (EM)
sobre o esvaziamento gástrico e sobre o TTOC. A EM (dose de 3 mg/kg,
I.V.) foi administrada 15 minutos após ingestão da refeição teste. O
período de infusão foi de 5 minutos e os procedimentos experimentais
adotados foram os mesmos descritos acima.
36
Materiais e Métodos
Todo esse protocolo experimental foi realizado sem a utilização de
anestésico e empregando um único detector magnético, conforme
ilustrado pela figura IV.01.
A B
Figura IV.01: Esquema de posicionamento do mono-sensor BAC.
(A) Mono-sensor posicionado sobre o estômago;
(B) Mono-sensor posicionado sobre a região cecal.
IV.II – ATIVIDADE DE CONTRAÇÃO GÁSTRICA
O protocolo experimental empregou a mesma refeição de prova
descrita acima e foi realizado após indução anestésica utilizando o
sistema de BAC com multi-sensores (Fig III.07).
37
Materiais e Métodos
Cinco minutos após a ingestão da refeição teste, os animais foram
submetidos ao procedimento anestésico (pentobarbital sódico, 30mg/kg) e
colocados na calha de experimentação para o posicionamento dos
sensores BAC e eletrodos para EGG, figura IV.02. Dez minutos após o
procedimento anestésico, a aquisição dos sinais foi iniciada, sendo quinze
minutos para o período de controle. Após esse período, foi realizada a
aplicação endovenosa da droga de interesse, continuando a mensuração
por 30 minutos após a completa infusão.
Figura IV.02: (A) Esquema de posicionamento dos eletrodos para
EGG. (B) Posicionamento do multi-sensores BAC.
Eritromicina. Após o procedimento geral, a EM (3 mg/kg), foi
infundida lentamente por uma via endovenosa (5 minutos) e a
mensuração foi realizada por 30 minutos após a aplicação da droga.
38
Materiais e Métodos
Propranolol. Três dias após o procedimento de eritromicina, o
mesmo animal foi submetido aos mesmos procedimentos gerais para a
avaliação dos efeitos do propranolol. A administração de propranolol (1
mg/kg) foi por infusão in bolus em via endovenosa, em 30 segundos.
Após a administração de propranolol, a aquisição seguiu por 15 minutos e,
então, foi efetuada a aplicação endovenosa (in bolus) de isoproterenol
(0,5 µg/kg), continuando a mensuração por mais 15 minutos.
IV.VI – ANÁLISE DOS DADOS
Os dados foram processados diferencialmente para cada etapa do
trabalho.
Etapa I – Esvaziamento Gástrico: os dados foram processados em
ambiente OriginLab (OriginLab Corporation) empregando-se processos de
interpolação com suavização de curvas.
Nas medidas de esvaziamento gástrico foram avaliados o tempo de
esvaziamento gástrico (TEG) e o tempo de trânsito orocecal (TTOC).
Desta forma, o TEG, em semelhança ao T½
empregado nos estudos de
esvaziamento de líquidos, foi definido como sendo o tempo entre o final
da ingestão e o instante no qual o sinal decai para a metade do valor
máximo (pico). Por outro lado, o TTOC foi definido como o tempo entre o
final da ingestão e a chegada do alimento teste ao ceco, tomado como
39
Materiais e Métodos
sendo o instante em que o sinal atingiu o dobro do nível basal sobre a
região do cólon proximal.
Etapa II – Atividade de Contração Gástrica (AGC): os dados foram
processados em ambiente MatLab (Mathworks Inc.), utilizando
Transformada Rápida de Fourier (FFT) e filtro tipo Butterworth
bidirecional passa-banda com freqüência de corte variando entre 0,01 e
0,2 Hz.
Nestes experimentos foram quantificadas, basicamente, a
intensidade e a freqüência da ACG. A intensidade foi avaliada através do
índice de motilidade (IM) e área sob a curva. O IM foi definido como
(Richards et al., 1990):
)log( 10
t
NA
IM
Δ
=
, onde:
N é o número de contrações;
A é a amplitude das contrações;
Δt é o intervalo de tempo para essas quantificações (180 segundos).
Visando avaliar a amplitude do sinal de uma outra forma,
empregou-se também uma quantificação definida por “área sob a curva”
(AUC – Area Under Curve), que foi realizada tomando-se a raiz quadrada
média do quadrado da amplitude em um determinado intervalo de tempo
(200 segundos).
40
Materiais e Métodos
A freqüência foi avaliada empregando-se a Transformada rápida de
Fourier (FFT) e o seu perfil temporal através da Running spectral analysis
(RSA). A RSA é caracterizada pela FFT de partes seqüenciais do sinal,
isto é, o sinal é dividido em partes de 204,8 s onde são aplicados passos
(“overlaping”) de 60 s que percorrem, através dessa “janela”, o sinal
inteiro. Os valores de amplitude e freqüência foram comparados entre os
períodos de controle e resposta à droga.
A análise estatística foi realizada aplicando-se teste t-student,
independente, para avaliar o esvaziamento gástrico e dependente, para
avaliar a ACG, sendo considerados significante para p< 0.01.
41
Resultados
V – RESULTADOS
V.I. ESVAZIAMENTO GÁSTRICO
Para cada experimento com EM há um período de controle com o
mesmo animal, realizado com três dias de antecedência. As figuras V.01
e V.02 ilustram o registro do esvaziamento gástrico e do tempo de trânsito
orocecal (TTOC) no período de controle e sob efeito de EM,
respectivamente.
Figura V.02: Perfil do esvaziamento gástrico e TTOC sob efeito
de eritromicina.
Figura V.01: Perfil do esvaziamento gástrico e TTOC no período
de controle.
42
Resultados
Como o experimento utilizou refeição sólida, o esvaziamento não
segue um padrão exponencial em semelhança ao de alimentos líquidos.
Observa-se que no início (primeiros 30 minutos), antes de se iniciar o
processo mais intenso de esvaziamento, ocorre um aumento da
intensidade do sinal magnético, indicando um acúmulo (acomodação) do
alimento no estômago. Comparando as duas curvas (controle e
eritromicina), nota-se que a droga empregada diminui o TEG. Durante o
processo de esvaziamento gástrico o alimento propelido alcança a região
cecal, onde se acumula e posteriormente transita até ser excretado.
A tabela V.I mostra os resultados médios obtidos para os 12 cães.
Verifica-se que tanto o TEG e TTOC sofreram significante (p<0,01)
diminuição, demonstrando o efeito de aceleração do trânsito provocado
pela eritromicina.
Tabela V.I: Média e desvio padrão para Tempo de Esvaziamento Gástrico (TEG ou T½)
e Tempo de Trânsito Oro-Cecal (TTOC) fisiológico e sob efeito de eritromicina. Valores
expressos em minutos.
Animal TEG - Controle TEG - EM TTOC - Controle TTOC - EM
1 150 90 140 110
2 150 40 110 50
3 150 90 120 110
4 160 60 140 60
5 150 70 150 60
6 180 100 210 140
7 180 100 180 130
8 160 110 150 100
9 140 80 130 90
10 170 90 160 100
11 160 100 150 110
12 140 80 160 100
Média 157,5 84,2 150,0 96,6
±DP 13,6 19,7 26,3 27,7
43
Resultados
A figura V.03 ilustra os valores médios de TEG e TTOC no período
de controle e sob efeito de eritromicina. O percentual de redução nos
valores foi de 53% no TEG e de 64% no TTOC (Fig. V.04).
Figura V.03: Quantificação das
médias e desvio padrão para TEG e
TTOC, controle e sob efeito de
eritromicina.
Figura V.04: Quantificação da
redução do TEG e TTOC sob efeito
da EM, em relação ao controle.
V.II – ATIVIDADE DE CONTRAÇÃO GÁSTRICA
A ACG foi avaliada em termos de amplitude e freqüência da
atividade eletromecânica. A amplitude foi quantificada através do índice
de motilidade e área sob a curva (sinal). A freqüência foi avaliada pela
transformada rápida de Fourier (FFT).
A atividade elétrica gástrica (AEG) foi registrada empregando-se
EGG (BIOPAC Systems, Inc) e a ACG foi coletada por meio da BAC.
Desta forma, simultaneamente, foram obtidos registros eletromecânicos
da motilidade gástrica durante um período de controle e sob efeito de dois
fármacos: Eritromicina e Propranolol. Assim, avaliou-se a influência
desses fármacos sobre a atividade eletromecânica.
44
Resultados
V.II.I – ERITROMICINA
Nesta etapa, um dos cães foi acometido por uma infecção e foi impedido
de continuar no trabalho. Portanto, onze animais fizeram parte dos
experimentos. O protocolo de estudo envolvendo EM foi subdividido em
quatro partes (Fig V.05), conforme perfil do efeito do fármaco: A) controle
(15 minutos), B) durante infusão (5 minutos), C) após a infusão (5
minutos) e D) depois (de 5 a 35 minutos após a infusão). Todos os
resultados de amplitude e freqüência do período controle foram
comparados com as três fases seguintes.
Figura V.05: Protocolo de estudo utilizando EM subdividido em
períodos de acordo com o perfil do sinal.
A figura V.06 ilustra um típico exemplo dessa medida.
Comparativamente, em termos de amplitude, há grande aumento no
período B; significativa diminuição da intensidade no período C e um
45
Resultados
grande aumento geral de atividade eletromecânica no período D. Em
termos de freqüência houve diminuição no período B, a qual se manteve
nos períodos C e D e não apresentou diferença significativa entre os
períodos analisados (p<0,01).
Figura V.06: Exemplo de sinal adquirido por BAC e EGG. As
setas indicam o início e término da infusão de EM.
As figuras V.07 e V.08 são ampliações do sinal da figura V.06, em
que se visualiza a relação temporal entre a atividade de contração e a
atividade elétrica. Nota-se a excelente performance dos sinais mecânico
46
Resultados
(BAC) e elétrico (EGG) e a forte correlação temporal entre estes sinais,
que para este caso fornece um coeficiente de correlação de 0,78. Os
valores médios de freqüência no período A (controle) são de 85 mHz
(~5,1 cpm). Nos períodos subseqüentes, B e C, a freqüência cai para 65
mHz (~3,9 cpm), conforme ilustrado nas FFTs da figura V.09 e nas RSAs
das figuras V.10-A e V.10-B.
Figura V.07: Ampliação da região de infusão de EM (período B)
referente aos sinais da figura V.06. As setas indicam o início e
término da infusão de EM.
47
Resultados
Figura V.08: Ampliação do período D, referente aos sinais da
figura V.06.
Na figura V.09 o pico menor da direita de 85 mHz (~5,1 cpm) é a
componente do período controle (A), o pico maior de 80 mHz (~4,8 cpm) é
referente ao período D e o pico menor da esquerda - 65 mHz (~3,9 cpm) -
é correspondente ao período B e C. As RSAs (Fig. V.10) ilustram essas
modificações em freqüência e intensidade espectral. De forma geral, a
Eritromicina provoca um aumento na amplitude e uma diminuição na
freqüência, com tendência de retorno às condições de controle no final do
período D.
48
Resultados
Figura V.09: FFT referente aos sinais da figura V.06.
Figura V.10-B: RSA EGG referente
aos sinais da figura V.06.
Figura V.10-A: RSA BAC referente
aos sinais da figura V.06.
As figuras V.11 e V.12 são exemplos de quantificação de amplitude
em termos de área sob a curva e índice de motilidade para BAC e EGG,
respectivamente. Nota-se similaridade entre os dois perfis, pois ambos
refletem as modificações causadas pela Eritromicina na amplitude dos
49
Resultados
sinais. Além disso, nota-se também a forte semelhança entre as
quantificações dos sinais de BAC e EGG. Em geral, o perfil do sinal em
termos de amplitude é de um grande aumento, seguido de um curto
período de diminuição e, posteriormente, aumento contínuo e intenso da
motilidade. Salienta-se que no período D sempre é observado um período
de maior intensidade com tendência de retorno para valores registrados
no período de controle.
Figura V.11: Quantificação de
amplitude (A) e de índice de
Figura V.12: Quantificação de
amplitude (A) e de índice de
motilidade (B) para EGG.
50
Resultados
Apesar do perfil geral dos experimentos possuírem este
comportamento descrito acima, existe uma variabilidade entre cada
medida. Em outro exemplo de registro (Fig. V.13) pode-se observar com
maior nitidez uma baixa freqüência que “modela” o sinal elétrico e
mecânico. Essa freqüência foi registrada em todos os experimentos tanto
na BAC como no EGG e possui valores entre 0,7 a 2 ciclos/minuto (10 a
30 mHz). Em alguns casos é mais discreto e nesse exemplo mais
evidente. Apesar de ser observado no período de controle, esse
modelamento é mais evidente após a droga.
Observa-se também a excelente correlação temporal (“correlação
cruzada”) entre esses sinais elétricos e mecânicos, que neste caso
fornece um coeficiente de correlação de 0,92. O coeficiente de correlação
temporal médio foi de 0.72±0.25 para o período A; 0.64±0.29 para o
período B; 0.79±0.18 para o período C e 0.76±0.20 para o período D.
Figura V.13: Exemplo de sinal adquirido por BAC e EGG. As
setas indicam o início e término da infusão de EM.
51
Resultados
Figura V.14: Ampliação da região de infusão de EM (período B)
referente aos sinais da figura V.12. As setas indicam o início e
término da infusão de EM.
Figura V.15: Ampliação da região que corresponde aos períodos
C e D, referente aos sinais da figura V.13.
52
Resultados
Figura V.16: FFT referente aos sinais da figura V.13.
Figura V.17: Quantificação de
amplitude (A) e de índice de
motilidade
(
B
)
p
ara BAC
p
ara sinais
Figura V.18: Quantificação de
amplitude (A) e de índice de
motilidade
(
B
)
p
ara EGG
p
ara sinais
53
Resultados
Nas figuras V.19 e V.20 estão ilustrados os resultados gerais
(valores médios) em termos de amplitude (área), enquanto nas figuras
V.21 e V.22 são apresentados os valores de índice de motilidade,
respectivamente para BAC e EGG. A distribuição dos dados está nas
tabelas V.II e V.III, respectivamente para amplitude e índice de motilidade.
É nítida a semelhança geral entre as duas técnicas, isto é, entre os
resultados da ACG e AEG, tanto para a quantificação de área quanto para
o índice de motilidade. O aumento na amplitude dos sinais mecânicos e
elétricos nos períodos B e D é significantemente maior que o controle
(p<0.01). O período C não apresenta aumento significativo (p>0.1). Não
existe diferença significativa entre os resultados médios obtidos pelas
duas técnicas quando comparadas entre si em cada fase (p>0.5).
54
Resultados
Tabela V.II: Distribuição dos dados de amplitude, quantificada pela área sob a curva,
pelas técnicas BAC e EGG.
A – controle; B – durante infusão de EM; C – intervalo de 5 min após a infusão;
D – de 5 a 35 minutos após a infusão
A B C D
CÃO
BAC EGG BAC EGG BAC EGG BAC EGG
1 3 6 20 17 8 12 22 35
2 7 5 21 35 18 5 50 35
3 2 6 25 50 17 20 28 30
4 1.1 11 2.5 30 1 20 3 13
5 11 5 20 20 10 8 30 30
6 9 6 12 20 11 21 20 30
7 7 6 20 17 12 10 23 13
8 2 3 3 28 1 15 65 7
9 10 15 24 38 5 15 27 60
10 4 6 8 20 3.5 4 11 16
11 7 14 10 15 5 6 17 30
Média 5.7 7.5 15.0 26.3 8.3 12.3 26.9 27.1
±DP 3.4 3.9 8.2 11.0 5.8 6.2 17.3 14.7
Figura V.19: Quantificação media de
amplitude por período para BAC. As
letras A, B, C e D correspondem aos
períodos definidos no protocolo de
estudo ilustrado pela figura V.05.
Figura V.20: Quantificação media de
amplitude por período para EGG. As
letras A, B, C e D correspondem aos
períodos definidos no protocolo de
estudo ilustrado pela figura V.05.
55
Resultados
Tabela V.III: Distribuição dos dados de índice de motilidade pelas técnicas BAC e EGG.
A – controle; B – durante infusão de EM; C – intervalo de 5 min após a infusão;
D – de 5 a 35 minutos após a infusão
A B C D
CÃO
BAC EGG BAC EGG BAC EGG BAC EGG
1 0.05 0.1 0.3 0.3 0.1 0.2 0.35 0.6
2 0.1 0.08 0.4 0.6 0.32 0.15 0.8 0.6
3 0.03 0.09 0.4 0.8 0.25 0.25 0.45 0.4
4 0.055 0.4 0.08 1 0.06 0.8 0.1 0.6
5 0.17 0.1 0.3 0.3 0.17 0.12 0.48 0.5
6 0.12 0.1 0.2 0.32 0.18 0.4 0.35 0.6
7 0.12 0.13 0.3 0.35 0.2 0.2 0.38 0.25
8 0.15 0.25 0.16 0.17 0.13 0.13 0.3 0.4
9 0.15 0.23 0.35 0.6 0.9 0.25 0.4 1
10 0.3 0.2 0.12 0.7 0.03 0.1 0.38 0.35
11 0.12 0.22 0.2 0.25 0.06 0.11 0.3 0.55
Média
0.12 0.17 0.25 0.49 0.21 0.24 0.39 0.53
±DP
0.07 0.09 0.11 0.26 0.24 0.20 0.16 0.19
Figura V.21: Quantificação media de
índice de motilidade por período para
BAC. As letras A, B, C e D
correspondem aos períodos definidos
no protocolo de estudo ilustrado pela
figura V.05.
Figura V.22: Quantificação media de
índice de motilidade por período para
EGG. As letras A, B, C e D
correspondem aos períodos definidos
no protocolo de estudo ilustrado pela
figura V.05.
56
Resultados
Em termos da freqüência dos sinais, observou-se (Fig. V.23 e V.24)
que quando comparado ao controle, em todas as três fases posteriores
houve uma diminuição significativa (p<0.01) tanto nos valores da ACG
como nos da AEG. A freqüência diminui, tendo um valor mínimo no
período C, recuperando ligeiramente no período D, indicando retorno aos
valores de controle. Relacionando com as modificações de amplitude, isso
corresponde à tendência de diminuição da amplitude, voltando para
valores basais. A distribuição dos dados está na tabela V.IV. Além disso,
pode-se verificar a forte correspondência em freqüência entre a ACG e
AEG (Fig. V.23 - V.24). A comparação entre cada fase da ACG e AEG
não apresenta diferença significativa (p>0.5).
Em todos os registros, durante o período D, ocorreu um curto
período de máxima intensidade do sinal. Geralmente, esse período
ocorreu em 35±15 minutos para a BAC e 30±18 minutos para EGG. No
entanto, não há diferença significativa entre esses valores (p>0.5).
57
Resultados
Tabela V.IV: Distribuição dos dados de freqüência pelas técnicas BAC e EGG.
Valores expressos em mHz.
A – controle; B – durante infusão de EM; C – intervalo de 5 min após a infusão;
D – de 5 a 35 minutos após a infusão
A B C D
CÃO
BAC EGG BAC EGG BAC EGG BAC EGG
1 91 91 85 83 85 84 87 87
2 92 91 80 80 78 78 68 69
3 86.5 85.5 70 70 85 85 78 78
4 73 73 75 70 62 65 58 58
5 73 72 68 67 65 66 63 63
6 74 74 70 70 70 70 70 70
7 93 94 72 68 68 65 79 79
8 77 77 73 73 70 70 72 71
9 90 90 65 65 60 60 73 73
10 81 81 72 76 83 83 70 76
11 86 89 80 83 60 63 82.5 82.5
Média 83.3 83.4 73.6 73.1 71.4 71.7 72.7 73.3
±DP 7.9 8.2 5.9 6.4 9.7 9.1 8.4 8.4
Figura V.23: Quantificação media de
freqüência por período para BAC. As
letras A, B, C e D correspondem aos
períodos definidos no protocolo de
estudo ilustrado pela figura V.05.
Figura V.24: Quantificação media de
freqüência por período para EGG. As
letras A, B, C e D correspondem aos
períodos definidos no protocolo de
estudo ilustrado pela figura V.05.
58
Resultados
V.II.II – PROPRANOLOL
As análises foram realizadas em termos de amplitude (área e
índice de motilidade) e freqüência comparando o período de controle (E)
com os períodos após a infusão de propranolol (período F) e após infusão
de isoproterenol (período G). Cada período teve duração de 15 minutos
aproximadamente e o protocolo geral do estudo está representado na
figura V.25.
Figura V.25: Protocolo de estudo utilizando Propanolol e Isoproterenol.
A figura V.26 ilustra um típico exemplo dessas medidas. Em termos
gerais, o propranolol aumenta a amplitude e simultaneamente diminui a
freqüência (Fig. V.27). Esse comportamento é também visualizado nas
RSAs das figuras V.28 e V.29. Porém, o aumento na intensidade do sinal
da ACG e AEG (área e índice de motilidade) não é tão nítido como na EM,
possuindo uma característica errática e proporcionando um alto desvio
padrão. Conseqüentemente, diminui o nível de significância entre os
59
Resultados
períodos E e F e E e G para p<0.1. Isto mostra que houve um aumento
considerável na amplitude, porém não uniforme e de baixa proporção,
quando comparado com os dados obtidos por EM. A razão entre o
aumento percentual de atividade devido a Eritromicina pelo Propranolol foi
de 2,4 para BAC e 2,6 para o EGG.
Isto mostra que o efeito na amplitude devido a eritromicina foi mais
do que o dobro do efeito provocado pelo propranolol. Figuras V.30 e V.31
ilustram os valores médios da área sob a curva, enquanto as figuras V.32
e V.33 apresentam os resultados do índice de motilidade obtidos para
BAC e EGG, respectivamente. Não se observa variação na ACG e AEG
entre o período F e G (p>0.5). Em termos de semelhança temporal dos
sinais, o coeficiente de correlação médio foi de 0.73±0.22 e 0.76±0.20,
para os períodos E e F, respectivamente.
Figura V.26: Exemplo de sinal adquirido por BAC e EGG. A seta
1 indica a aplicação de propranolol e a seta 2 indica a aplicação
de isoproterenol.
60
Resultados
Figura V.27: FFT referente aos sinais da figura V.26.
Figura V.28: RSA BAC referente aos
sinais da figura V.26.
Figura V.29: RSA EGG referente aos
sinais da figura V.26.
61
Resultados
Tabela V.V: Distribuição dos dados de amplitude, quantificada pela área sob a curva,
pelas técnicas BAC e EGG.
E – controle; F – após propranolol (15 minutos); G – após isoproterenol (15 minutos)
E F G
CÃO
BAC EGG BAC EGG BAC EGG
1 3 6 7 5 9 9
2 7 5 8 7 10 9
3 2 6 4 9 2.5 7
4 1.1 11 3.5 15 3 13
5 11 5 29 35 23 28
6 9 6 10 12 13 15
7 7 6 4 5 8 8
8 2 3 32 28 18 15
9 4 13 5 14 6 9
10 13 23 13 26 12 26
11 1.8 4 4 5 3.5 5
12 1.2 9 1.5 11 2.5 4
Média 5.2 8.1 10.1 14.3 9.2 12.3
±DP 4.1 5.5 10.1 10.0 6.5 7.7
Figura V.31: Quantificação média de
amplitude por período para EGG. As
letras E, F e G correspondem aos
períodos definidos no protocolo de
estudo ilustrado pela figura V.25.
Figura V.30: Quantificação média de
amplitude por período para BAC. As
letras E, F e G correspondem aos
períodos definidos no protocolo de
estudo ilustrado pela figura V.25.
62
Resultados
Tabela V.VI: Distribuição dos dados de índice de motilidade pelas técnicas BAC e EGG
E – controle; F – após propranolol (15 minutos); G – após isoproterenol (15 minutos)
E F G
CÃO
BAC EGG BAC EGG BAC EGG
1 0.05 0.1 0.09 0.09 0.14 0.18
2 0.1 0.08 0.11 0.12 0.18 0.16
3 0.03 0.09 0.06 0.15 0.04 0.1
4 0.055 0.4 0.12 0.55 0.1 0.55
5 0.17 0.1 0.23 0.15 0.22 0.16
6 0.12 0.1 0.17 0.23 0.23 0.27
7 0.12 0.13 0.08 0.1 0.15 0.16
8 0.15 0.25 0.2 0.2 0.12 0.1
9 0.15 0.4 0.18 0.45 0.23 0.35
10 0.25 0.39 0.25 0.4 0.23 0.45
11 0.08 0.08 0.13 0.14 0.12 0.12
12 0.02 0.15 0.025 0.2 0.04 0.08
Média 0.10 0.18 0.13 0.23 0.13 0.22
±DP 0.06 0.13 0.06 0.15 0.06 0.15
Figura V.33: Quantificação média de
índice de motilidade por período para
EGG. As letras E, F e G
correspondem aos períodos definidos
no protocolo de estudo ilustrado pela
figura V.25.
Figura V.32: Quantificação média de
índice de motilidade por período para
BAC. As letras E, F e G
correspondem aos períodos definidos
no protocolo de estudo ilustrado pela
figura V.25.
63
Resultados
A quantificação em freqüência está ilustrada nas figuras V.34 e
V.35 (BAC e EGG, respectivamente). A distribuição dos dados está na
tabela V.VII. Houve uma significativa diminuição no valor médio da
freqüência (p<0.01) entre controle e drogas. Na comparação entre as
drogas (propranolol e isoproterenol) não houve mudança (p>0.5). Observe
a grande semelhança nos valores de freqüência medidos pelas duas
técnicas.
A razão do efeito sobre a freqüência causado pelo propranolol em
relação ao efeito da EM, resulta em 0.91, demonstrando que a EM exibe
maior efeito na redução da freqüência. O efeito não difere entre as
técnicas BAC e EGG.
64
Resultados
Tabela V.VII: Distribuição dos dados de freqüência pelas técnicas BAC e EGG.
Valores expressos em mHz.
E – controle; F – após propranolol (15 minutos); G – após isoproterenol (15 minutos)
E F G
CÃO
BAC EGG BAC EGG BAC EGG
1 91 91 87.5 88 85.5 85.5
2 92 91 86 87 81 83
3 86.5 85.5 78 78 82 81
4 73 73 68 68 70 70
5 73 72 73 72 73 72
6 74 74 73 73 73 73
7 93 94 90 90 86 88
8 77 77 74 75 75 75
9 77 77 69 69 69 69
10 77 76 74 74 74 74
11 77 77 71 72 67 70
12 76 78 76 78 76 78
Média 80.5 80.4 76.6 77 75.9 76.5
±DP 7.7 7.7 7.3 7.4 6.3 6.4
Figura V.34: Quantificação média de
freqüência por período para BAC. As
letras E, F e G correspondem aos
períodos definidos no protocolo de
estudo ilustrado pela figura V.25.
Figura V.35: Quantificação média de
freqüência por período para EGG. As
letras E, F e G correspondem aos
períodos definidos no protocolo de
estudo ilustrado pela figura V.25.
65
Resultados
V.III – Outras Abordagens Preliminares
No intuito de ilustrar novos experimentos ou de propor outras
abordagens instrumentais e ainda avaliar efeitos de outros fármacos,
foram realizados dois procedimentos experimentais distintos.
Visando enriquecer os dados experimentais, empregou-se além da
BAC e EGG, um sistema de manometria com sonda balonada para
monitoramento da pressão intragástrica. Esse procedimento foi realizado
em dois animais, sendo que nestes casos as medidas foram seqüenciais:
controle, propranolol, isoproterenol e eritromicina. A figura V.36 ilustra os
três sinais.
Figura V.36: ACG pelas técnicas de BAC, Pressão e EGG.
Seta 1 – Infusão de Propranolol; Seta 2 – Infusão de Isoproterenol;
Seta 3 – Início da infusão de EM; Seta 4 – Término da infusão de EM
66
Resultados
Na figura V.37 está ilustrado o período inicial de controle com
propranolol e isoproterenol. A figura V.38 ilustra o período de infusão da
eritromicina, enquanto na figura V.39 observa-se a ampliação do mesmo
período. Nota-se uma forte semelhança entre os três registros.
Figura V.37: Ampliação dos períodos F e G da figura V.36.
Seta 1 – Infusão de Propranolol; Seta 2 – Infusão de Isoproterenol;
Figura V.38: Ampliação dos períodos B, C e D da figura V.36.
Seta 3 – Início da infusão de EM; Seta 4 – Término da infusão de EM.
67
Resultados
Figura V.39: Maior ampliação da figura V.36; períodos B e C.
Seta 3 – Início da infusão de EM; Seta 4 – Término da infusão de EM.
Um outro experimento foi envolver atropina antes da infusão de
eritromicina. O objetivo foi bloquear receptores de acetilcolina e
consequentemente evitar os efeitos naturais de controle do SNA e os
efeitos provenientes da estimulação da eritromicina em receptores da
motilina pré-sinápticos, observando então, apenas o efeito da eritromicina
devido a ocupação dos receptores da motilina localizados na musculatura
lisa gastrintestinal. As figuras V.40 e V.41 ilustram os dois experimentos
realizados com diferentes animais, quando foram empregados 0,5 ml
(0,125mg) e 1,0 ml (0,25mg) de atropina, respectivamente. Apesar de
serem experimentos iniciais, é nítida a diferença entre esses sinais,
principalmente para as medidas mecânicas (BAC). O aumento da dose de
68
Resultados
atropina provocou uma diminuição na resposta da eritromicina no período
B e um retardo no efeito máximo, período D. Quando comparados com os
sinais apresentados pelas figuras V.06 e V.13 (sem atropina) fica ainda
mais evidente a diminuição dos efeitos motores provocados pela
eritromicina quando ocorreu atropinização prévia.
Figura V.40: ACG pelas técnicas de BAC e EGG.
Seta 1 – Infusão de Atropina; Seta 2 – Início da infusão de EM;
Seta 3
–
Término da infusão de EM.
69
Figura V.41: ACG pelas técnicas de BAC e EGG.
Seta 1 – Infusão de Atropina; Seta 2 – Início da infusão de EM;
Seta 3
–
Término da infusão de EM.
Discussão
VI – DISCUSSÃO
A atividade motora do trato digestório é a grande facilitadora do
processo de trituração e propulsão do alimento com a finalidade de
absorção de nutrientes (Gregensen, 2003). Disfunções dessa atividade
podem provocar graves prejuízos ao indivíduo. Investigar o
comportamento da motilidade gástrica em situações que não alterem a
fisiologia normal do órgão e sob interferência de drogas de interesse
clínico é de extrema importância, principalmente empregando técnicas
não invasivas.
Pacientes em estado pós-cirúrgico, estado de emergência, com
ventilação mecânica e administração intragástrica de alimentos e
medicamentos podem apresentar gastroparesia, disfunção que agrava o
quadro geral do indivíduo (Janssens et al., 1990; Tack et al., 1992; Mutlu
et al., 2001; Ritz et al., 2005).
As manifestações de hipomotilidade gastrintestinal são comuns em
mais da metade dos pacientes com parada respiratória. A ventilação
mecânica prejudica a motilidade gastrintestinal (Dive et al., 1994) e
esvaziamento gástrico (Heyland et al., 1996). Além disso, muitos
pacientes com hipomotilidade são intolerantes a nutrição enteral. Essa
anormalidade também pode favorecer o refluxo duodeno-gástrico e
colonização do estômago por bactérias entéricas (Dive et al., 1994).
70
Discussão
Montejo (1999) investigou a freqüência de complicações
gastrintestinais não hemorrágicas em 400 pacientes de UTI com
alimentação enteral e quase dois terços deles desenvolveram algum tipo
de complicação. Esses pacientes permanecem mais tempo nas UTIs
(20,6±1,2 dias vs. 15,2±1,3 dias) e apresentam maior índice de
mortalidade (31% vs. 16%) quando comparado com o grupo sem
complicações gastrintestinais.
Esses fatos demonstram a constante necessidade de
desenvolvimento ou aperfeiçoamento de terapias para tratamento dessas
complicações nesses pacientes.
Drogas de atividade efetiva e bem definida como a eritromicina
(antibiótico) e propranolol (anti-arritmico) têm sido estudadas nos últimos
vinte anos quanto a novas abordagens de uso, por exibirem efeitos
secundários importantes na atividade motora do TGI.
A eritromicina já foi largamente estudada e possui comprovada
atividade no aumento da atividade motora e do esvaziamento do TGI.
Abordagens recentes estudam a relação de efeitos efetivos com baixas
doses (Medhus et al., 2000; Ritz et al., 2005) e o uso de substâncias
análogas ao sítio ativo da droga, ou então motilinas sintéticas, e que não
exibem atividade antibiótica (Okano, 1996). Esses últimos, além de
reproduzirem a atividade, geralmente são mais potentes. O fator limitante
de sua aplicação ainda é o alto custo da terapia, considerando que boa
parte dessas substâncias ainda são experimentais.
71
Discussão
O efeito de bloqueadores β sobre a atividade motora é um pouco
mais sutil, porém proporciona importantes resultados. Em seu trabalho,
Ahluwalia et al. (1994), usando um bloqueador β1 específico (atenolol),
discutiram que a inibição desses receptores aumentou a força de tração
aboral associada com as contrações no intestino delgado, favorecendo a
propulsão. Em outro trabalho, McIntyre et al. (1992), demonstraram que
propranolol (160 mg) acelerou o trânsito orocecal e duodenocecal em
voluntários saudáveis. Ainda que alguns resultados já comprovem a
eficácia dessas drogas como pró-cinéticos, ainda são necessários outros
testes para ratificar a implementação de uma possível terapia,
considerando principalmente o uso de doses baixas que não afetem
drasticamente o funcionamento cardíaco normal.
Também é importante evidenciar a necessidade de utilizar novas
técnicas, que proporcionem mensurações mais precisas e em condições
menos estressantes, não invasivas e livres de radiação ionizante. Além
disso, deve-se destacar o uso de modelos experimentais mais
semelhantes ao homem, como é o caso do cão. Os cães, além de
grandes semelhanças de seu trato digestório com o do homem, são
animais de porte médio e suas dimensões permitem que os testes
realizados nesse modelo animal utilizando novas instrumentações
possam vir a ser extrapolados para clínica humana. Outra evidência é a
grande quantidade de trabalhos já realizados com esse modelo, o que
72
Discussão
propicia abundância de informações nos temas abordados, facilitando
novos estudos.
Novas técnicas, como a BAC, foram oportunamente desenvolvidas
para possibilitar o estudo alguns parâmetros de funcionamento do TGI em
condições naturais e outros relacionados à disfunções do aparelho
digestório. Outro enfoque para essa técnica, permeia sua utilização para
avaliar efeitos colaterais de drogas no TGI.
Atualmente, técnicas como a eletrogastrografia são razoavelmente
eficientes no exame da atividade de contração gástrica. O EGG tem como
principal vantagem ser não-invasivo e poder ser associado a outras
técnicas sem prejuízo. Porém, o registro reflete principalmente a atividade
elétrica de controle (ondas lentas) e as contrações são reflexos da
atividade elétrica de resposta. Portanto, nem todas as ondas do traçado
podem traduzir uma contração mecânica.
Sobre o sinal registrado pelo EGG, há consenso no que concerne a
sua configuração senoidal , bem como sua freqüência, que no cão é cerca
de 4,5 ciclos por minuto (cpm). Porém, o significado clínico e fisiológico
das alterações na amplitude do EGG ainda não está completamente
esclarecido (Quigley, 1996).
Nesse sentido, medidas diretas da ACG empregando técnicas
simples, de fácil manuseio, baixo custo e que apresentem portabilidade
são imprescindíveis e, nesse contexto, a BAC apresenta-se como uma
ferramenta promissora. Salienta-se ainda que a investigação simultânea
73
Discussão
entre a atividade elétrica e mecânica em muito pode contribuir para
subsidiar o melhor entendimento de parâmetros fisiológicos do TGI.
Em contraposição ao EGG, outra característica importante da BAC
é sua versatilidade, pois também possibilita a avaliação do esvaziamento
gástrico e tempo de trânsito orocecal, que são importantes parâmetros
empregados rotineiramente na prática clínica. Existe uma relação direta
entre modificações na ACG e esvaziamento gástrico (EG) tornando
interessante a mensuração desses dois parâmetros pela mesma técnica.
O atraso no esvaziamento gástrico é um sintoma grave e
razoavelmente freqüente, que geralmente acomete indivíduos diabéticos
(propensos a desenvolver gastroparesia), mas também casos de pós-
operatório e internação em terapia intensiva. O uso de pró-cinéticos como
a eritromicina pode ser apresentado como uma terapia eficiente para
melhorar a qualidade de vida de um indivíduo afetado (Mutlu et al., 2001).
Otterson & Sarna (1990) já observavam que a eritromicina
estimulava a atividade motora coordenada entre antro e duodeno. Mathis
& Malbert (1998), com uma dose de 10 mg/kg de EM em porcas,
demonstraram o aumento do fluxo transpilórico, diminuição da pressão
pilórica basal (de 18 para 5 mmHg, em média) e diminuição do tempo de
eventos coordenados entre antro, piloro e duodeno, combinação que
facilita a diminuição do TEG. DiBaise et al. (2001) testaram doses de 50 e
de 100 mg de EM em voluntários saudáveis para estudar o EG, porém,
nas duas doses, a diminuição foi modesta (placebo T½=125 min; 50 mg
74
Discussão
T½=105 min; 100 mg T½=110 min (valores médios)). Ritz et al. (2005)
obtiveram resultados significativos na aceleração do EG em pacientes de
terapia intensiva, administrando EM (1 mg/kg), em que o T½ baixou em
média de 122 para 98 minutos. Foi demonstrado também em seu trabalho,
que o efeito dessa dose não difere significativamente de uma dose de 3
mg/kg.
Os resultados deste trabalho também mostraram o efeito
importante da eritromicina como pró-cinético, diminuindo
significativamente o TEG e TTOC. Além disso, a inovação instrumental na
mensuração desses parâmetros mostrou-se eficiente e de boa acurácia,
combinando os benefícios de não ser invasiva, não usar radiação, ser de
fácil manejo, baixo custo e mínima manutenção. Conforme ilustrado na
figura V.01, pôde-se registrar a simultânea relação entre esvaziamento e
trânsito, onde se observa que após o início da diminuição do sinal da
região gástrica (indicando o processo de esvaziamento), começa a
chegada do alimento ao ceco, com conseqüente acúmulo de material
magnético nesta região. A figura V.02 demonstra o efeito da EM na
aceleração do esvaziamento gástrico e na diminuição do TTOC. Sob
efeito de eritromicina, o TEG sofreu uma redução de 53% (157,5±13,6 vs.
84,2±19,7) e o TTOC de 64% (150,0±26,3 vs. 96,6±27,7).
A redução observada do TEG e TTOC pode ser atribuída ao
aumento do tônus de contração (Itoh et al., 1984), aumento do fluxo
75
Discussão
transpilórico (Mathis & Malbert, 1998) e aumento da coordenação entre
antro, piloro e duodeno (Otterson & Sarna, 1990).
Quanto aos resultados da motilidade gástrica, a BAC novamente
apresentou uma excelente correlação temporal e espacial (freqüência)
com a EGG, tanto no período controle, conforme já observado em
humanos por Miranda et al. (1997), como, de forma inédita, sob efeito de
drogas.
Na análise em freqüência, nossos resultados diferiram pouco de
outros estudos sobre a EM. Holle et al. (1992), utilizando cães de 18 a 24
kg, infundiram 300 mg de EM em 100 ml de salina, por um período de 40
minutos. No trabalho de Holle, a atividade motora cessou após a infusão,
registrou-se uma bradigastria no antro e piloro de 30% (4,9±0,6 vs.
3,5±0,05) e um aumento no índice de motilidade em antro, piloro e
duodeno. Porém, considerando o peso dos animais, a dose de EM ficou
entre 12,5 e 16,5 mg/kg e, por isso, pode ter proporcionado maior efeito.
Chen et al. (1992) discutiram que sob efeito de EM o traçado do EGG é
menos regular e não se observa nenhuma evidência de taquigastria.
Chen analisou a freqüência segundo sua força (amplitude) em dois
intervalos: 0,5-2,0 cpm e de 2,0-4,0 cpm. Ele observou que o maior
aumento ocorreu justamente no intervalo de baixa freqüência,
corroborando com o efeito de bradigastria apresentado por Holle e com os
resultados obtidos que estamos apresentando. Em nosso estudo,
mensuramos uma diminuição significativa (p<0,01) nos valores de
76
Discussão
freqüência sob efeito de EM, tanto pela BAC como com o EGG,
resultando em bradigastria (5,0 cpm vs. 4,3 cpm, aproximadamente). A
EM provocou um aumento na amplitude concomitante a uma diminuição
na freqüência da ACG e na AEG, conforme ilustrado nas figuras V.10A e
V.10B. As duas técnicas apresentaram o mesmo perfil de variação em
termos da freqüência.
Outras drogas têm sido usadas no tratamento de sintomas de
hipomotilidade e retardo no EG, como a metoclopramida, a cisaprida e a
domperidona, que supostamente são pró-cinéticas. No entanto, nenhuma
dessas drogas exibe atividade em todos pacientes. Orihata & Sarna (1994)
testaram o efeito dessas drogas (em cães) sobre a atividade motora e EG
e somente a cisaprida apresentou resultados significativos. A EM tem se
apresentado como uma droga eficiente em substituição a essas drogas,
exibindo um efeito gastrocinético importante, mesmo no caso de
tratamentos em pacientes graves (Ritz et al., 2005).
Os experimentos realizados com propranolol resultaram em
aumento importante da atividade motora. Houve um aumento significativo
(p<0,01) de amplitude em comparação com o período controle e
diminuição de freqüência. Controverso aos nossos resultados, Ahluwalia
et al. (1994) discutiram que o bloqueio dos receptores β não alterou
amplitude e freqüência, porém deve ser considerado que em seu trabalho
foi utilizado um bloqueador específico de β1. Deve ser levado em conta a
distribuição dos subtipos β2 e β3 no trato digestório, em essencial pela
77
Discussão
ligação ainda não completamente estabelecida entre β3 e atividade
motora (Horinouchi & Koike, 2001).
O efeito da eritromicina foi superior ao dobro do efeito do
propranolol. Essas observações indicam que a modulação adrenérgica
exerce um papel menos efetivo sobre a atividade motora gástrica.
A infusão de isoproterenol não apresentou nenhuma mudança
significativa em amplitude e freqüência, demonstrando que o bloqueio dos
receptores β por propranolol foi efetivo. A dose de isoproterenol
administrada foi de 0,5 µg/kg, semelhante a utilizada por Yanda &
Summers (1983).
As análises de amplitude realizadas por Índice de Motilidade (IM) e
Área Sob a Curva (AUC – “Area Under Curve”), demonstraram
equivalência entre esses dois procedimentos de quantificação. O IM é
comumente empregado nessas análises (Camilleri et al., 1985; Parkman
et al., 1999), mas a AUC pode fornecer informações sobre a potência dos
sinais magnéticos e elétricos. Conforme descrito por Oppenheim & Shafer
(1999) a somatória do quadrado da amplitude fornece a energia do sinal,
isto é: . Assim, normalizado no tempo, temos a potência do
sinal. Estamos, portanto, estimando o aumento médio na potência do
sinal provocado pela eritromicina ou propranolol.
∑
=
t
txE )(
2
Os resultados evidenciaram que as drogas provocaram um
aumento significativo na amplitude ou potência dos sinais magnéticos e
elétricos, apresentando um perfil bastante similar.
78
Discussão
Os traçados dos experimentos de eritromicina apresentaram um
perfil comum em todos os animais e para as duas técnicas (Fig. V.05), em
que ocorre um grande aumento da atividade durante a infusão (período B),
um período de baixa atividade quando termina a infusão (período C),
seguido de uma fase duradoura de grande intensidade da atividade
eletromotora (período D). Além disso, embora seja um dado de grande
variabilidade, foi possível medir um período de intensidade máxima da
ACG e AEG (35±15 minutos para a BAC e 30±18 minutos para EGG), que
poderia estar associado, por exemplo, com a liberação de motilina ou
picos de disponibilidade de eritromicina plasmática por redistribuição.
Embora tenham realizado seu trabalho com dose antimicrobiana efetiva,
Sarna et al. (1991) quantificaram esses parâmetros em um experimento
realizado com voluntários saudáveis. A dose de EM usada foi de 500 mg,
em 100 ml de solução salina, infundida durante 15 minutos. O pico de
concentração plasmática de eritromicina ocorreu 15 minutos após o início
da infusão, ao mesmo tempo do término da infusão. A meia-vida
plasmática da eritromicina foi de 30 minutos e 60 minutos após a infusão
a concentração já havia decaído para 27%. A concentração de motilina
plasmática não variou durante um período de 30 minutos a partir da
infusão de EM.
No entanto, devemos considerar o fato de que doses baixas de EM
iniciam complexos motores migratórios prematuros acompanhados de
79
Discussão
aumento de motilina plasmática no período interdigestivo (Itoh et al., 1984;
Otterson & Sarna, 1990).
Sarna et al. (1991) discutiram que o mecanismo de ação da
eritromicina, atuando diretamente na ocupação dos receptores da motilina,
são baseados principalmente em estudos in vitro e estudos bioquímicos
de ligação em tiras de músculo liso. Peeters et al. (1989) mostraram que
tanto motilina quanto EM induzem contrações tônicas em tiras musculares,
que não são bloqueadas por atropina ou tetrodotoxina. Porém a resposta
in vitro não apresentaria similaridade fisiológica e farmacológica com a
resposta motora in vivo observada por outros pesquisadores (Itoh et al.,
1984; Otterson & Sarna, 1990; Sarna et al., 1991). In vivo, eritromicina
age em neurônios pré-sinápticos, pois a resposta pode ser bloqueada por
atropina e hexametônio (Coulie et al., 1998).
Para testar essa hipótese, realizamos dois experimentos sob efeito
de eritromicina com prévia infusão de atropina. No primeiro (figura V.40),
após um período controle de 10 minutos, foi aplicada uma dose de 0,125
mg de atropina in bolus. Após 5 minutos, foi feita a infusão de EM (3
mg/kg) e a aquisição continuou por mais 45 minutos. Embora a atropina
não tenha causado modificação visualmente efetiva nos registros da BAC
e do EGG no período após sua aplicação, a atropinização causou uma
resposta menos intensa do efeito esperado da EM durante sua infusão
(“período B”) e um retardamento do período de intensidade máxima,
melhor demonstrado pelo registro da atividade mecânica (BAC).
80
Discussão
No segundo experimento (figura V.41), a dose administrada de
atropina foi 0,25 mg e imediatamente depois foi aplicada a EM. Os efeitos
de bloqueio da atividade motora foram mais intensos que os do
experimento anterior e demonstrou que o efeito da EM in vivo é de fato
mediado por uma via colinérgica e pouco mediado por ocupação direta na
musculatura lisa gastrintestinal. Os registros apresentam uma retomada
crescente da atividade motora cerca de 20 minutos após a aplicação de
EM, que possivelmente, está relacionada à desocupação dos receptores
bloqueados pela atropina e por sua metabolização.
Nesses experimentos, os registros elétricos e mecânicos
apresentaram perfis diferentes. Interessante notar que apenas na
atividade elétrica registrou-se um intenso aumento após infusão de EM,
durante um período de aproximadamente 10 minutos (Fig. V.41). Esses
dados são preliminares, porém exibem potencial para serem explorados
em novos trabalhos.
Os experimentos realizados envolvendo BAC, EGG e pressão (Fig.
V.36) permitem avaliar comparativamente e explorar de maneira mais
precisa o desempenho dessas técnicas e discutir os aspectos para sua
utilização, além de avaliar a resposta eletromecânica e fornecer outras
informações sobre a fisiologia da motilidade gástrica.
Outros registros forneceram interessante potencial de exploração
em futuros trabalhos. A figura V.13 apresenta um registro de baixa
freqüência em torno de 1 cpm (intervalo de 0,7 a 2,0 cpm), que surge
81
Discussão
concomitante a um aumento na amplitude do sinal. Esse padrão de
freqüência também foi observado em cães (Azpiroz & Malagelada, 1984;
Lind et al., 1961) e em humanos (Quigley, 1996; Ahluwalia et al., 1996;
Allocca & Penagini, 2004; Américo et al., 2007).
A BAC e o EGG foram eficazes na avaliação multifuncional da
motilidade gástrica frente aos efeitos de fármacos em cães. Considerando
os resultados obtidos, a BAC, particularmente, pode ser considerada uma
ferramenta valiosa nas investigações sobre motilidade em geral, além de
investigar os efeitos de outras drogas de interesse sobre o TGI.
82
Conclusão
VII – CONCLUSÃO
A avaliação dos efeitos de fármacos sobre a atividade motora
gástrica é de fundamental importância na construção do conhecimento
farmacológico, fisiológico e para a prática clínica. Além disso, empregar
técnicas não invasivas para avaliar a motilidade gástrica (esvaziamento,
trânsito e atividade eletro-motora) é de extrema importância,
principalmente por não interferir no processo avaliado.
Nesse estudo, a Biosusceptometria AC apresentou um
desempenho muito semelhante a eletrogastrografia, tanto em análise
fisiológica (controle) quanto sob efeito de drogas (resposta).
A eritromicina e o propranolol promoveram aumento na amplitude
da ACG e AEG, com simultânea diminuição na freqüência (bradigastria) e,
embora os resultados da eritromicina sobre os parâmetros estudados
tenham sido mais efetivos, o propranolol também apresentou importantes
modificações nos parâmetros estudados, fortalecendo sua aplicação em
possíveis tratamentos e demonstrando a importância das vias β
adrenérgicas na modulação da atividade motora gástrica.
A eritromicina acelerou o esvaziamento gástrico, apresentando
efetiva e significativa diminuição do tempo de esvaziamento e do tempo
de trânsito orocecal.
83
Conclusão
Através da comparação dos efeitos promovidos pela eritromicina
sobre a atividade de contração e esvaziamento gástrico, pode-se inferir
que essa aceleração no esvaziamento está relacionada com o aumento
da motilidade (ACG). O aumento na intensidade das contrações provoca
um aumento na vazão de alimento do estômago para o duodeno.
A BAC foi eficaz na avaliação multifuncional da motilidade gástrica
frente a efeitos de fármacos, sendo, portanto, uma nova proposta
metodológica para investigações da motilidade do TGI.
84
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100
Anexo
IX – ANEXO
101
Anexo
102
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