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i
Universidade Federal do Rio Grande do Sul
Faculdade de Medicina
Programa de Pós-Graduação em Medicina
Área de Concentração: Cirurgia
ANÁLISE CLÍNICA E ULTRA-ESTRUTURAL
DA PROTEÇÃO MIOCÁRDICA USANDO
CARDIOPLEGIA
ST. THOMAS COM E SEM PROCAÍNA EM PACIENTES
SUBMETIDOS À TROCA DE VÁLVULA AÓRTICA
Luiz Henrique Dussin
Orientador: Prof. Dr. Orlando Carlos Belmonte Wender
Dissertação de Mestrado apresentada no
Programa de Pós-Graduação em Medicina, na
Área de Concentração de Cirurgia, para a
obtenção do grau de Mestre em Medicina.
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Milhares de livros grátis para download.
ii
Porto Alegre
2002
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iii
Ficha Catalográfica
D974a Dussin, Luiz Henrique
Análise clínica e ultra-estrutural da proteção miocárdica
usando cardioplegia St. Thomas com e sem procaína em
pacientes submetidos à troca de válvula aórtica / Luiz
Henrique Dussin ; orient. Orlando Carlos Belmonte Wender. –
2002.
93 f. : il. color.
Dissertação (mestrado) – Universidade Federal do Rio Grande do Sul.
Faculdade de Medicina. Programa de Pós–Graduação em Medicina: Cirurgia,
Porto Alegre, 2002.
1. Miocárdio : Ultraestrutura 2. Parada cardíaca induzida 3. Miocárdio
atordoado 4. Procaína 5. Soluções cardioplégicas 6. Implante de prótese de
valva aórtica I. Wender, Orlando Carlos Belmonte II. Título.
NLM: WG 460
Catalogação Biblioteca FAMED/HCPA
iv
À minha esposa Virgínia
e às minhas filhas, Luize e Alice
pela compreensão e carinho
v
Agradecimentos
Ao Prof. Dr. Gilberto V. Barbosa, chefe do Serviço de Cirurgia
Cardiovascular, pelo exemplo de vida, pelo incentivo, pelo apoio e
amizade desde a vida acadêmica, assim como, pelas sujestões e auxílio
na elaboração deste trabalho.
Ao Prof. Dr. Orlando Carlos Belmonte Wender, pelo apoio e orientação
nesta dissertação.
Ao Prof. Jair F. Saadi, pelo grande apoio que tem dado a minha forma-
ção.
Ao Prof. Dr. Eduardo K. Saadi, pelo interesse e incentivo à conclusão
desta dissertação.
Ao Prof. Dr. José Rafael Rosito Coiro, pela orientação, sugestões e por
colocar o Laboratório de Microscopia Eletrônica da ULBRA à minha
disposição.
Ao Prof. Dr. Severo Barros, pela ajuda na realização deste trabalho,
assim como, pela interpretação das eletromicrografias.
vi
Aos médicos residentes do Serviço de Cirurgia Cardiovascular; aos
colegas Armando Barlem e Leandro Moura; ao acadêmico Marcelo Gib,
pelo auxílio na coletade dados e elaboração da dissertação.
Às Técnicas em Microscopia Eletrônica Cristiane Lopez, Fabiana
Gonçalves e Simone Silva pela competência e dedicação ao preparo das
amostras para a realização deste experimento.
Ao Dr. Mario Wagner, pela orientação estatística neste trabalho.
• A Universidade Luterana do Brasil (ULBRA), disponibilizando
laboratórios, materiais e técnicos para a realização deste trabalho.
vii
Sumário
LISTA DE TABELAS.................................................................................................... IX
LISTA DE FIGURAS...................................................................................................... X
LISTA DE ABREVIATURAS........................................................................................ XII
RESUMO..................................................................................................................... XIII
SUMMARY...................................................................................................................XV
1 - INTRODUÇÃO...........................................................................................................1
2 – REVISÃO DA LITERATURA ....................................................................................5
2. 1 METABOLISMO MIOCÁRDICO ..........................................................................................................................7
2. 3 ISQUEMIA MIOCÁRDICA E SUAS CONSEQÜÊNCIAS..........................................................................................10
2.3.1 Miocárdio “Hibernante”.......................................................................................................................10
2.3.2 Miocárdio “Nocauteado”......................................................................................................................10
2.3.3 Necrose Miocárdica...............................................................................................................................11
2.
4 REPERFUSÃO .................................................................................................................................................12
2.
5 CARDIOPLEGIA ..............................................................................................................................................15
2.
6 ANESTÉSICOS LOCAIS....................................................................................................................................18
2.
7 ULTRA-ESTRUTRURA.....................................................................................................................................21
3 - PACIENTES E MÉTODOS ......................................................................................25
3.1 MÉTODOS DE ESTUDO ....................................................................................................................................26
3.2 TÉCNICA CIRÚRGICA......................................................................................................................................28
3.2.1 Considerações Gerais............................................................................................................................28
3.3
ANESTESIA .....................................................................................................................................................28
3.3.1 Conduta Pré-Anestésica ........................................................................................................................28
3.3.2 Indução e Manutenção da Anestesia .....................................................................................................28
3.4
TÉCNICA CIRÚRGICA......................................................................................................................................29
3.5
PROTEÇÃO MIOCÁRDICA................................................................................................................................30
3.6. MICROSCOPIA ELETRÔNICA ..........................................................................................................................30
3.6.1 Coleta do Material para Microscopia Eletrônica .................................................................................30
3.6.2 Fixação e Inclusão e obtenção de cortes:..............................................................................................31
viii
3.6.3 Exame ao microscópio eletrônico..........................................................................................................33
3.7
COLETA DE DADOS CLÍNICOS E LABORATORIAS .............................................................................................33
3.8 ANÁLISE ESTATÍSTICA....................................................................................................................................34
4 – RESULTADOS........................................................................................................37
4.1 RESULTADOS CLÍNICOS..................................................................................................................................38
4.2 MICROSCOPIA ELETRÔNICA............................................................................................................................43
5 – DISCUSSÃO...........................................................................................................50
6 - CONCLUSÕES........................................................................................................56
7 – REFERÊNCIAS BILBLIOGRÁFICAS.....................................................................58
8 – ANEXOS .................................................................................................................76
ix
Lista de Tabelas
Tabela 1. Composição da solução cardioplégica ..........................................................27
Tabela 2. Variáveis demográficas .................................................................................39
Tabela 3. Dados clínicos de cada grupo comparados entre si......................................39
Tabela 4. Variáveis intra-operatórias.............................................................................41
x
Lista de Figuras
Figura 1. Metabolismo miocárdico da glicose 8
Figura 2. Estrutura molecular da lidocaina e da procaina 18
Figura 3. Agulhas de biópsia 35
Figura 4. Agulha de biópsia sendo inserida na ponta do ventrículo esquerdo 35
Figura 5. Amostra de miocárdio na agulha de biópsia 36
Figura 6. Amostra de miocárdio sendo cortada para fixação 36
Figura 7. Comparação do rítmo após despinçamento aórtico entre os dois grupos 41
Figura 8. Comparação das curvas enzimáticas da CK-MB 42
Figura 9. Comparação das médias dos escores de microscopia eletrônica entre
os dois grupos 45
Figura 10. Miocárdio. Grupo (A). Paciente 20, momento I. Mitocôndrias de
aspecto normal, numerosos grânulos de glicogênio no sarcoplasma.
Barra = 1 µm. Aumento de 24000 x. 44
Figura 11. Miocárdio. Grupo (A). Paciente 20, momento II. Aspecto semelhante
ao da figura 10. Barra = 1 µm. Aumento de 24000 x. 44
xi
Figura 12. Miocárdio. Grupo (A). Paciente 20, momento III. Mitocôndrias de
aspecto normal, grânulos de glicogênio levemente diminuidos no
sarcoplasma. Barra = 1 µm. Aumento de 24000 x. 44
Figura 13. Miocárdio. Grupo (B). Paciente 7, momento I. Mitocôndrias normais.
Grânulos de glicogênio distribuídos no sarcoplasma. Barra = 1 µm.
Aumento de 24000 x. 46
Figura 14. Miocárdio. Grupo (B). Paciente 7, momento II. Mitocôndrias normais e
distribuição de grânulos de glicogênio entre os feixes de miofibrilas.
Barra = 1 µm. Aumento de 24000 x. 46
Figura 15. Miocárdio. Grupo (B). Paciente 7, momento III. Mitocôndrias e
grânulos de glicogênio de aspecto e distribuição normais.
Barra = 1 µm. Aumento de 24000 x. 46
xii
Lista de Abreviaturas
ACETIL-CoA: Acetil coenzima A
AIRV: Alterações inespecíficas da repolarização ventricular
ATP: Trifosfato de Adenosina
BAV I: Bloqueio atrioventricualr de primeiro grau
CEC: Circulação extracorpórea
CK: Creatinina fosfoquinase
CK-MB: Creatinina fosfoquinase fração MB
COL: Colaborador
CRM: Cirurgia de revascularização do miocárdio
FA: Fibrilação atrial
FE: Fração de ejeção
H
2
O
2
: Peróxido de Hidrogênio
Ht: Hematócrito
Na
+
/ K
+
ATPase: Bomba de Sódio e Potássio.
NYHA: New York Heart Association
PVPI: Polivinil Pirolidona
TCA: Tempo de coagulação ativado
RS: Ritmo sinusal
xiii
Resumo
A proteção miocárdica durante cirurgias cardíacas, é uma das variáveis
responsáveis pela melhora dos resultados cirúrgicos nos últimos anos. Sua
composição e as técnicas de administração tem sido objeto de várias publicações. A
solução cardioplégica cristalóide, hipotérmica é uma das soluções com grande
aceitação clínica. O emprego de soluções cardioplégicas tem sido objeto de varias
publicações, e dentre elas, a solução cristalóide hipotérmica heprcalêmica possui
grande aceitação clínica. Visando estudar a proteção miocárdica auferida pela adição
de procaína à solução cardioplégica, desenvolvemos um experimento clínico que
possibilitasse avaliar a morfologia celular diante o emprego de biópsias miocárdicas e
microscopia eletrônica. Foram estudados 18 pacientes submetidos à circulação
extracorpórea para troca valvular aórtica eletiva, no Hospital de Clínicas de Porto
Alegre no período de Outubro de 1999 a Julho de 2000. Cada paciente foi distribuído
aleatoriamente em dois grupos: grupo (A) – constituído de 8 pacientes recebendo
solução cardioplégica sem procaína; grupo (B) – constituído de 10 pacientes
recebendo solução cardioplégica com procaína. Ambos os grupos, o saco pericárdico
foi irrigado com solução salina hipotérmica. As biópsias miocárdicas foram tomadas
em 3 momentos: I- antes da parada isquêmica, II- no final do período isquêmico e a
III- 15 minutos após a reperfusão. A avaliação ultra-estrutural comparando os grupos
nos três momentos não demonstrou diferenças significativas, sendo a média dos
xiv
escores no grupo (A), nos momentos I, II, e III, de 0,1 ± 0,2; 0,4 ± 0,3 e 0,4 ± 0,4. No
grupo (B) 0,2 ± 0,2; 0,4 ± 0,3 e 0,7 ± 0,2, respectivamente. Entretanto, o retorno
espontâneo ao ritmo sinusal, pós despinçamento, ocorreu em 70% dos pacientes no
grupo (B) e, em 12,5% no grupo (A) (p=0,024). Conclui-se que as duas soluções
testadas protegeram o miocárdio de forma eficaz, e, não foi possível demonstrar, em
nível ultraestrutural, a superioridade da solução contendo procaína. Constatou-se que
o retorno ao ritmo espontâneo do coração após o despinçamento aórtico, foi
significativamente maior no grupo que utilizou procaína adicionada à solução.
xv
Summary
Adequate myocardial protection during cardiac surgery is one of the
variables that has improved surgical results in the last years. It’s composition type and
techniques of delivery has been focused in many publications. The hypothermic
crystalloid cardioplegia is one of the most reliable methods of myocardial
protection.The present study was performed to analyse the benefit of local anaesthetic
(procaine) added to the cardioplegia in the cellular morphology evaluated by electronic
microscopy. Eighteen patients that underwent aortic valve replacement in the Hospital
de Clínicas de Porto Alegre from october 1999 to july 2000 were studied. They were
randomly allocated into two groups: group (A)- eight patients received cardioplegia
without procaine; group (B)- ten patients receiving cardioplegia with procaine.
Myocardial biopsies were done in three different periods: 1
fst
- before ischemic arrest,
2
nd
- at the end of ischemic arrest and 3
rd
- 15 minutes after reperfusion. The
ultrastructural analysis comparing the groups in the three moments did not show any
statistically significant difference. The mean score in group (A) at moment I, II and III
was 0,1 ± 0,2; 0,4 ± 0,3 ; 0,4 ± 0,4 and group (B) 0,2 ± 0,2; 0,4 ± 0,3; 0,7 ± 0,2. The
spontaneal return to sinus rhythm after aortic declamping in group (B) occurred in 70%
and in group (A) 12,5% (p=0,024). We concluded that both cardiolegic solutions tested
were equally effective in myocardial preservation and we could not demonstrate at the
ultrastructural level any benefit when procaine was added. The spontaneous return to
xvi
sinus rhythm after aortic declamping was significantly greater when procamine was
added (group B).
1
1 – INTRODUÇÃO
1 - Introdução
2
1 – INTRODUÇÃO
A evolução das técnicas de proteção miocárdica durante a parada
isquêmica tem permitido o desenvolvimento da cirurgia cardíaca melhorando o
resultado do tratamento em patologias adquiridas assim como as congênitas.
A preservação miocárdica durante a parada do coração continua sendo
um dos maiores desafios, e tem despertado interesse de vários pesquisadores sobre o
assunto.
As primeiras operações cardíacas eram realizadas com o coração
pulsando e limitavam-se a correção das patologias cardíacas mais simples. Nessa
época as complicações eram relacionadas a depressão miocárdica (Rosky, 1966).
Taber e Cols. (1967), foram os primeiros a descreverem os danos no miocárdio em
pacientes que não sobreviveram à cirurgia, evidenciando áreas de necrose e
cicatrização em aproximadamente 30%%. Najafi e Cols. (1969) demonstraram infarto
subendocárdico difuso em pacientes que não sobreviviam à cirurgia cardíaca.
Levantaram a hipótese de as lesões serem provocadas por um desequilíbrio entre a
demanda e oferta de oxigênio.
1 - Introdução
3
Com o objetivo de diminuir a mortalidade e a morbidade associada a
isquemia perioperatória, vários métodos de proteção miocárdica têm sido
desenvolvidos. Shumway e Cols. (1959) e Griepp e Cols. (1973) estabeleceram as
bases da proteção miocárdica através da hipotermia local, irrigando o saco pericárdico
com soluções salinas geladas concluindo ser um método adequado para proteção
miocárdica durante 90 minutos de pinçamento.
Melrose e Cols. (1955) introduziram a perfusão miocárdica com solução
cardioplégica cristalóide hipotérmica, com potássio em altas doses, mas logo
abandonram esta técnica, por seus resultados não terem sido satisfatórios em virtude
do dano miocárdico. Gay e Ebert (1973), reintroduziram a mesma técnica anterior,
porém com concentrações menores de potássio conseguindo benefícios metabólicos e
funcionais para o miocárdio, sem qualquer alteração estrutural. A partir desta data,
começou o uso generalizado da solução hiperpotassêmica, cristalóide e hipotérmica
para a proteção miocárdica. Em 1975 a solução St. Thomas foi introduzida e
permanece até hoje como uma das mais usadas (Braimbridge, 1977).
Muitos métodos de proteção miocárdica utilizados têm demonstrado
excelentes resultados, mas, apesar de diferentes fórmulas já terem sido testadas,
persistem as divergências quanto à composição ideal.
1 - Introdução
4
Tem sido demonstrado que a adição de anestésicos locais à soluções
cardioplégicas tem aumentado a estabilidade da membrana, diminuindo a atividade
elétrica e a incidência de arritmias na reperfusão (Hearse, 1981; Schaper, 1986; Fiore,
1990; Sellevold, 1995).
Apesar destes estudos terem demostrado benefício da adição de
anéstésicos locais às soluções cardioplégicas, ainda é controverso o seu emprego.
Hearse (1981), em um estudo experimental com animais, demonstrou que a
sensibilidade miocárdica aos anestésicos locais é miuto variável dependendo de sua
concentração, podendo provocar depressão miocárdica. Ledinghan (1987) demostrou
resultados inferiores na solução cardioplégica contendo anestésico local. Existem na
literatura, poucos trabalhos em humanos utilizando microscopia eletrônica para estudar
a preservação miocárdica no transoperatório de cirurgias cardíacas.
O objetivo do presente estudo é verificar se a adição de procaína em
solução cardioplégica, aumenta a proteção miocárdica em nível da ultra-estrutura
celular, assim como estudar o ritmo elétrico do coração no intraoperatório.
2 – Revisão da Literatura
5
2 – REVISÃO DA LITERATURA
6
2. REVISÃO DA LITERATURA
O coração representa menos de 0,5% do peso corporal humano, no
entanto, responde por mais de 7% do consumo de oxigênio (O
2
) do organismo em
repouso. O miocárdio, em relação aos outros órgãos, extrai muito mais oxigênio no
estado basal, e um aumento nesse consumo ocorre primariamente por um aumento no
fluxo sangüíneo coronariano (Embrey, 1997). O ventrículo esquerdo consome
aproximadamente 8 ml de oxigênio por 100 gramas de miocárdio, por minuto, em
indivíduo normal, em repouso. Já durante a parada cardíaca induzida com solução
cristalóide rica em potássio, o consumo cai para 1,5 ml/100 g/min, ou seja, há uma
diminuição de aproximadamente 80% (Rao, 1997).
Os maiores determinantes do consumo de oxigênio miocárdico são a
freqüência cardíaca, o trabalho sistólico e o estado inotrópico, sendo a relação entre
eles praticamente linear. Quando um baixo volume sangüíneo é ejetado contra uma
alta pressão na aorta o consumo de oxigênio é maior do que quando um grande
volume sistólico é ejetado contra uma baixa pressão aórtica (Krukenkamp, 1986;
Silverman, 1994).
Durante uma cirurgia cardíaca o consumo de oxigênio miocárdico é muito
variável, sendo mais baixo quando o coração está parado e bem perfundido, tornando-
2 – Revisão da Literatura
7
se máximo imediatamente após a saída de circulação extracorpórea. Buckberg e Cols.
(1977), em seu experimento clássico, avaliou o consumo de O
2
, demostrando que este
atingia o seu máximo com o coração fibrilado em normotermia (37ºC). Durante a
parada hipotermica (22ºC), o consumo foi reduzido de 5,6 ml / 100 g / minuto para 2,9
ml / 100 g / minuto, e a combinação de parada induzida, hipercalêmica e hipotérmica
moderada reduziu o consumo a 0,3 ml / 100 g / min.
A isquemia miocárdica é definida pelo desequilíbrio entre a oferta e a
demanda de O
2
. Nesta situação, o fluxo sangüíneo arterial para o miocárdio, é
insuficiente para fornecer O
2
em quantidade adequada para evitar que o metabolismo
passe de aeróbico para anaeróbico (Ferrari, 1998).
2. 1 Metabolismo Miocárdico
O funcionamento miocárdico, tanto em condições normais quanto nas
patológicas, é extremamente dependente da oxidação de substratos extraídos da
circulação coronariana, para a manutenção da produção de energia necessária à sua
contratilidade (Mallet, 1999). A alta demanda energética miocárdica é suprida
essencialmente pela produção de trifosfato de adenosina (ATP). Os principais
substratos metabolizados são os ácidos graxos e a glicose (Sadik, 1991; Mallet, 1999;
Taegtmeyer, 2000). O metabolismo cardíaco aeróbico envolve a conversão de glicose
a piruvato, o qual é então convertido em acetil coenzima A (Acetil-CoA)(figura1). Esta
2 – Revisão da Literatura
8
entra na mitocôndria onde é metabolizada, via Ciclo de Krebs, em CO
2
e água. O
resultado final da oxidação da glicose gera 36 moles de ATP para cada mol de glicose
(Rao, 1997; King, 1998).
Figura 1. Metabolismo miocárdico da glicose
A diminuição do aporte de O
2
ao miocárdio provoca alteração do
metabolismo aeróbico para anaeróbico, onde o piruvato é então convertido a lactato.
Esta forma de produção energética é muito menos eficiente, sendo produzidos apenas
2 moles de ATP para cada mol de glicose (King, 1998).
Na isquemia, o acúmulo de acido láctico provocado pela glicólise
anaeróbica leva ao acúmulo dos íons hidrogênio (H
+
) formando um ambiente
intracelular ácido, com todas as suas conseqüências deletérias para o miócito
(Orchard, 1990). Além disso, a inadequada produção de energia num ambiente
2 – Revisão da Literatura
9
isquêmico leva a inibição dos sistemas que mantêm os gradientes iônicos de sódio,
potássio, magnésio e cálcio ao nível da membrana celular e organelas. A alteração no
funcionamento da bomba Na
+
/K
+
ATPase dependente, permite a entrada e acúmulo de
sódio intracelular, sendo seguido de um influxo de água para o citoplasma, com
conseqüente desenvolvimento de edema celular (King, 1998). O potássio tende a
deixar a célula provocando o seu acúmulo no meio extracelular contribuindo com a
geração de arritmias (Knopp, 1999). Como a concentração de potássio extracelular
torna-se maior, existe facilitação para entrada de cálcio na célula, com o conseqüente
aumento da tensão da parede e necessidade de um aumento no gasto energético para
bombear maiores quantidades de cálcio para o retículo sarcoplasmático. A
impossibilidade de manter o cálcio armazenado dentro do retículo leva a contratura
miocárdica pelo aumento deste íon no citosol (Kukji, 1973; Torchiana, 1987).
2 – Revisão da Literatura
10
2. 3 Isquemia Miocárdica e suas conseqüências
2.3.1 Miocárdio “Hibernante”
Uma redução parcial do aporte de oxigênio ao miocárdio, leva a uma
disfunção no trabalho mecânico pela diminuição na produção de ATP e aumento do
ácido lático. O retorno aos níveis basais de perfusão coronariana torna a função
contrátil normal. Esta disfunção parcial, provocada por uma isquemia leve, é
denominada de miocárdio hibernante (Rahimtoola, 1985; Sherman, 1997).
2.3.2 Miocárdio “Nocauteado”
O miocárdio isquêmico pode, em alguns casos, desenvolver uma
disfunção contrátil transitória, apesar de não apresentar qualquer dano irreversível e do
fluxo coronariano ser normal. Braunwald e Kloner foram os primeiros autores a
descreverem este fenômeno em 1982, adotando o nome de “miocárdio nocauteado”.
Esta disfunção transitória é caracterizada por uma redução da contratilidade e da
complacência diastólica, que podem ser revertidas ao normal, após um período de
tempo variável, diretamente proporcional à duração da isquemia. O miocárdio
nocauteado responde favoravelmente ao aumento do fluxo coronariano e a drogas
inotrópicas.
2 – Revisão da Literatura
11
Varias hipóteses têm sido propostas para explicar a causa da disfunção
miocárdica transitória, entre estas se destacam: 1) diminuição da síntese de ATP; 2)
anormalidade na excitação miocárdica; 3) Diminuição da atividade da creatinina-
fosfoquinase; 4) alteração da homeostase do cálcio; 5) participação dos radicais livres
(Braunwald , 1982; Greenfield, 1987; Ito, 1987; Bolli, 1990; Opie, 1992; Marban, 1991).
Estas considerações podem explicar porque os pacientes que vão à cirurgia na fase
aguda do infarto do miocárdio ou com angina instável, apresentam um risco aumentado
de morbimortalidade. Este risco se deve, em parte, a disfunção contrátil transitória, que
apesar de uma revascularização adequada, pode persistir por várias horas ou dias.
2.3.3 Necrose Miocárdica
A isquemia severa causa no miocárdio uma rápida mudança no
metabolismo e na sua ultraestrutura. A eliminação completa do fluxo coronariano leva a
rápida depleção de fosfatos de alta energia, com perda de aproximadamente 50% do
estoque de ATP em 10 minutos (Garlick, 1979; Cobbe, 1980). Ocorre o acúmulo rápido
de lactato e quebra de glicogênio, perda severa ou completa da função contrátil e, com
a persistência da isquemia por períodos mais prolongados, leva à alterações celulares
irreversíveis. A permeabilidade do sarcolema é perdida em aproximadamente 15
minutos (Harper, 1989). Adenosina, lactato e outras pequenas moléculas começam a
sair da célula, juntamente com a perda de enzimas e proteínas (Leaf, 1959). O edema
2 – Revisão da Literatura
12
celular vem a seguir, a função mitocondrial cessa totalmente, estabelecendo-se a
necrose miocárdica.
2. 4 Reperfusão
É de muita importância o momento em que volta a normalidade o fluxo
sangüíneo coronariano. Durante este período, o coração necessita recuperar os déficits
de energia gasta com o metabolismo anaeróbico, reparar danos celulares decorrentes
da isquemia e produzir energia para refazer as reservas e suportar o trabalho
eletromecânico.
A injúria miocárdica de reperfusão pode ser definida como o conjunto das
conseqüências deletérias ao metabolismo, estrutura e função dos miócitos provocadas
pelo retorno do fluxo coronariano (Park, 1999). O dano celular, resultante da
reperfusão, vai depender da extensão da injúria isquêmica, podendo ser reversível ou
irreversível.
Shen e Jennings (1972) foram os primeiros pesquisadores a
demonstrarem, através de avaliação ultra-estrutural, que a reperfusão coronária após a
parada provoca dano miocárdico, como edema celular, alterações mitocondriais e
alterações do sistema miofibrilar.
2 – Revisão da Literatura
13
O dano miocárdico ocasionado pela isquemia e reperfusão tem sido
estudado em modelos animais descrevendo-se as características metabólicas,
eletrofisiológicas, morfológicas e funcionais (Marcel, 1994). Entretanto não se sabe
exatamente se a reperfusão por si mesma produz o dano ou se agrava a lesão
produzida às células durante o período isquêmico.
No período da reperfusão, o acúmulo de cálcio no citosol e nas
mitocôndrias pode ocasionar severo dano celular e formação de bandas de contração
(Shen, 1972a, b; Isom, 1973; Nayer, 1979; Opie, 1989a). O aumento na concentração
de cálcio intracelular é explicado: pela entrada deste íon através dos canais de cálcio,
pela troca por sódio ao nível da membrana celular, e, pela liberação de reservas
intracelulares, devido a alterações nos sistemas de transporte no sarcolema (Opie,
1989b; Tani, 1990).
O cálcio acumulado no interior dos miócitos de forma excessiva, durante a
reperfusão, provoca a ativação de fosfolipases e proteases que produzem danos no
citoesqueleto e nas membranas celulares, favorecendo a formação de radicais livres de
oxigênio. Nas mitocôndrias o dano é provocado pela diminuição da fosforilação
oxidativa e pode levar a morte celular por impedimento na produção de ATP (Moreno-
Sánchez, 1985a, b; Darley-Usmar, 1991; Silverman, 1993).
2 – Revisão da Literatura
14
Hearse e Cols. (1978), demonstraram, em experimento realizado em
ratos, que no momento em que se reperfunde uma área isquêmica do coração e,
conseqüentemente, se reintroduz subitamente o oxigênio, é produzido dano celular
devido a formação de grande quantidade de radicais livres. Estes radicais livres se
transformam em peróxido de hidrogênio (H
2
O
2
)
e radicais hidroxila, altamente tóxicos
para a célula (Guarneri, 1980; Myers, 1985; Kim,1994).
Scholz e Albus (1993), numa extensa revisão, postularam outro
mecanismo que poderia ter um papel importante para o estabelecimento do dano
celular durante a reperfusão. A célula submetida à isquemia troca seu metabolismo de
aeróbico para anaeróbico aumentando a produção de H
+
, como conseqüência da
produção de ácido láctico e hidrólise do ATP, isto causaria alterações nas trocas
H
+
/Na
+
na membrana celular aumentando a concentração de sódio intracelular e
ativaria a troca de Na
+
/Ca
2+
.
O sistema imuno-inflamatório, com ativação da cascata do complemento,
também tem sido implicado na lesão de reperfusão (Hill, 1969; Yasojima, 1998a, b). Os
produtos do ácido araquidônico estão aumentados neste período e também têm grande
importância na produção do dano celular (Ernester, 1988). Seus produtos como o
leucotrieno B
4
e tromboxano A
2
atuam como moléculas quimiotáxicas induzindo a
aderência dos neutrófilos ativados ao endotélio, além disso, o leucotrieno B4 é um
2 – Revisão da Literatura
15
potente estimulador para a produção de peróxido de hidrogênio e elastase pelos
neutrófilos (Gimbrome, 1984; Smedly, 1986; Welburn, 1991; Park, 1999).
2. 5 Cardioplegia
O pinçamento aórtico, durante cirurgias cardíacas, leva a interrupção da
circulação coronariana com várias conseqüências para o coração, entre elas a
isquemia. Desta forma, vários procedimentos têm sido adotados para reduzir o dano
isquêmico global do miocárdio. Um dos métodos mais difundidos é o da cardioplegia
farmacológica, que tem por objetivo evitar os efeitos deletérios da isquemia, produzindo
um ambiente no qual a demanda energética é reduzida, enquanto uma pequena
quantidade de energia é produzida para manter esta demanda. Após bons resultados,
em modelos experimentais, a hipotermia local e/ou sistêmica foi um dos primeiros
métodos de proteção miocárdica usado clinicamente em cirurgia cardíaca, sendo hoje
associado a várias técnicas de proteção miocárdica (Bigelow, 1950; Lewis, 1953;
Bigelow, 1954; Nizaz, 1954; Shumway, 1959; Griepp, 1973).
Em 1955, com o pioneiro trabalho de Melrose, surgiu uma das primeiras
soluções cardioplégicas hipotérmicas cujo componente principal era o potássio em
altas doses.
2 – Revisão da Literatura
16
Os resultados clínicos iniciais com esta solução foram desapontadores,
levando ao seu abandono por praticamente duas décadas. Mais tarde evidenciou-se
que estes maus resultados foram devidos às altas concentrações de seus constituintes,
e não pela sua composição. Helmsworth e Cols. (1959), descreveram alta incidência de
fibrilação ventricular, degeneração gordurosa e necrose miofibrilar após 30 minutos de
isquemia, responsabilizando as altas concentrações de potássio por estas lesões.
Vários autores publicaram trabalhos com diferentes composições das soluções
cardioplégicas com grande melhora dos resultados (Reidmeister, 1967; Kirsch, 1972;
Gay e Ebert, 1973; Tyers, 1975).
Buckberg (1979), na tentativa de obter a solução cardioplégica ideal,
estabeleceram alguns princípios básicos: 1. Proteger o coração do dano isquêmico ao
invés de lesá-lo, em virtude de sua composição; 2. Distribuição dos componentes
farmacológicos por todas as regiões do miocárdio em quantidades suficientes para
produzir o efeito desejado; 3. Ter efeito prolongado e propiciar condições para que
possa ser de uso repetitivo, pelo tempo que durar o pinçamento aórtico; 4. Ter sido
testada em laboratório em condições semelhantes as da prática clínica.
Desde o início da década de 80, vários são os tipos de solução
cardioplégica apresentados na literatura. Soluções cristalóides ou sangüíneas;
soluções hipotérmicas ou normotérmicas, com vários elementos em sua composição:
aminoácidos, insulina, bloqueadores dos canais de cálcio, estabilizadores de
2 – Revisão da Literatura
17
membrana e facilitadores dos canais de potássio (Follette, 1981; Hearse, 1981;
Rosenkranz, 1982; Robison, 1984; Fremes, 1984; Teoh, 1986; Ledingham, 1987;
Wender, 1987; Bolling, 1990; Lichtenstein, 1991; Naylor, 1994; Lee, 1995; Maskal,
1995; Carrier, 1996; Lawton, 1996a, b; Chambers, 1999; Jayawant, 1999; Cohen, 1999;
Rao, 2000;).
Existe muita discussão sobre as vias de infusão das soluções
cardioplégicas: anterógrada, retrógrada, anterógrada e retrógrada simultânea,
intermitente ou contínua. Mais recentemente, muitos autores têm preconizado o uso de
soluções de reperfusão ou ressucitadoras administradas imediatamente antes do
término da isquemia (Gott, 1957; Menasché,1990; Salerno, 1991; Braile,1993;
Ikonomidis, 1995; Hayashida, 1995; Cohen, 1999).
Em virtude das inúmeras soluções cardioplégicas propostas, que muitas
vezes são de difícil aplicação clínica, a solução hipercalêmica, hipotérmica de
administração anterógrada e intermitente permanece amplamente aceita,
principalmente em casos em que a função ventricular é adequada, leito coronariano
sem lesão obtrutiva severa, assim como patologias congênitas. Dentre estas soluções
uma das mais utilizadas é a que foi desenvolvida pelo grupo de pesquisadores do
hospital St. Thomas (Shapira,1980; Engelman, 1981; Robinson, 1984; Salazar, 1998).
2 – Revisão da Literatura
18
2. 6 Anestésicos Locais
Algumas soluções de cardioplegia atualmente utilizadas têm em sua
composição anestésicos locais, tais como a lidocaína e a procaína. A estrutura química
de tais agentes é constituída de domínios hidrofílicos e hidrofóbicos separados por uma
cadeia alquílica intermediária. A ligação do grupo aromático (hidrofóbico) com o grupo
hidrofílico (habitualmente uma amina) é do tipo éster ou amida (figura 2) (Catterall,
1996).
Figura 2. Estrutura molecular da lidocaina e da procaina
A procaína, um amino-éster, foi o primeiro anestésico local sintético,
introduzido em 1905, tem baixa potência, início de atuação tardio e curta duração, no
seu emprego como anestésico.
A utilização de tais compostos justifica-se pela sua atuação no miocárdio
diminuindo a excitabilidade elétrica, a velocidade de condução e dilatação arteriolar
(Catterall, 1996). Atuam na membrana celular bloqueando o influxo de sódio, nos
canais lentos de cálcio pela inibição do influxo extracelular, e nos canais de cálcio do
2 – Revisão da Literatura
19
retículo sarcoplasmático bloqueando sua liberação, com isto, induzindo uma rápida
parada cardíaca (Reidmeister, 1967; Catterall, 1996).
Reidmeister e Cols. (1967), baseado em estudos experimentais e clínicos
recomendaram o uso de uma solução de cardioplegia com procaína, magnésio, e
baixas concentrações de sódio e cálcio para proteção miocárdica.
Kirsch e Cols. (1972), Schaper e Cols. (1975), Follette e Cols. (1977),
publicaram resultados clínicos com o uso de diferentes soluções cardioplégicas
contendo procaína obtendo bons resultados.
Bleese e Cols. (1978), também demonstraram a superioridade da solução
cardioplégica contendo procaína, numa experiência clínica com 445 pacientes
submetidos a diversos tipos de cirurgias cardíacas, quando comparada à parada
isquêmica hipotérmica, ou perfusão coronariana intermitente com o coração fibrilando
ou batendo.
Hearse e Cols. (1981), trabalhando com corações de rato, em modelos de
Langendorff, utilizaram várias concentrações de procaína e lidocaína na solução
cardioplégica. Obtiveram uma maior taxa de recuperação cardíaca após 120 minutos
de parada com concentração de 0,05 mmol/l. Uma piora significativa ocorreu quando a
concentração foi elevada para 10,0 mmol/l. Levando em consideração que a resposta
2 – Revisão da Literatura
20
miocárdica em animais pode ser diferente dos humanos, recomendaram uma baixa
dose de anestésicos locais na solução cardioplégica.
Em nosso meio, Pereira e Cols. (1981), avaliaram a ultraestrutura
miocárdica em cães submetidos a 60 minutos de hipóxia, constatando que a
preservação miocardica foi adequada no grupo em que foi utilizada solução
cardioplégica com lidocaína.
Olthoff e Cols. (1983), estudando a atividade da fosfolipase A, em
pacientes submetidos a circulação extracorpórea, demonstraram diminuição importante
de sua atividade com o uso da procaína. Outros estudos em modelos animais
confirmaram esta hipótese estudando o efeito dos anestésicos locais na inibição da
fosfolipase A
2
pancreática (Scherphof, 1975; Hendrickson, 1976).
Fiore e Cols. (1990), avaliaram a prevenção da fibrilação ventricular pós
despinçamento aórtico em 46 pacientes submetidos a CRM com o uso de lidocaína
como aditivo a cardioplegia sangüínea hipotérmica. Os pacientes que receberam
lidocaína na solução apresentaram uma redução significativa na taxa de fibrilação
ventricular e na média das tentativas de desfibrilação. Não houve diferença quanto à
liberação de enzimas cardíacas, medidas hemodinâmicas e evolução clínica. Outros
autores, estudando o efeito da lidocaína adicionada a solução cardioplégica,
2 – Revisão da Literatura
21
encontraram menores níveis séricos de CK-MB, além de melhor índice da função
ventricular (King, 1990; Baraka, 1993; Rinne, 1998).
Sellevold e Cols. (1995), em estudo randomizado duplo cego avaliaram
56 pacientes submetidos a CRM utilizando como método de proteção miocárdica,
solução cardioplégica cristalóide adicionada de procaína ou placebo. Em 100% do
grupo controle foi necessário realizar desfibrilação, comparativamente a apenas 7%
dos pacientes que usam solução cardioplégica com procaína. Este trabalho também
demonstrou níveis séricos enzimáticos significativamente maiores no grupo controle.
2. 7 Ultra-estrutrura
A investigação ultraestrutural do miocárdio obtida através de biópsias
intraoperatórias é um dos poucos métodos aplicáveis a pacientes humanos capaz de
fornecer informações sobre os efeitos diretos da cardioplegia e da isquemia na
morfologia celular (Schaper, 1980). A microscopia eletrônica é uma ferramenta muito
útil na determinacão do grau e quantificação da injúria isquêmica. São necessárias
apenas pequenas amostras de tecido, e qualquer contaminação com partículas
sangüíneas, gordura ou fibrose, podem ser facilmente detectadas, sendo as alterações
isquêmicas em todas as organelas celulares facilmente analisadas (Schaper, 1986).
2 – Revisão da Literatura
22
Foram Vitali-Mazza e Cols. (1969), os primeiros autores a publicarem
resultados de avaliação ultraestrutural, em humanos, durante o pinçamento aórtico.
Neste trabalho, foram estudados 7 pacientes portadores de doença cardíaca congênita
acianótica, sendo descritas diversas alterações celulares ao nível de miofibrilas,
sarcolema, discos intercalares, retículo sarcoplasmático e principalmente ao nível de
mitocôndria onde foram relatadas seis tipos de alterações que variavam desde um
edema discreto até condensação da matriz.
Gasperis e Cols. (1970); Schaper e Cols. (1981); Axford-Gatley e Cols.
(1990); Tasdemir e Cols. (1993), demonstraram, estudando pacientes com patologias
congênitas e valvulares, submetidos a parada isquêmica, que a mitocôndria era a
primeira organela a se alterar e as alterações eram dependentes do tempo de
isquemia.
A microscopia eletrônica é um método excelente para avaliação da
isquemia miocárdica, conforme dito anteriormente, entretanto, este método requer
muita cautela na interpretação dos seus achados, devida a facilidade com a qual
artefatos são gerados no processo de obtenção e preparação das amostras (Ghadially,
1997). Os estudos de Adomian e Cols. (1978) demonstraram que as bandas de
contração podem ser produzidas artificialmente, no momento da biópsia, em corações
frescos de ratos e cachorros, porém este fenômeno não era percebido em biópsias
postmortem ou na quais o tecido era fixado pela perfusão. Gomes e Cols. (1991),
2 – Revisão da Literatura
23
estudando as alterações provocadas pela isquemia no miocárdio determinaram uma
seqüência das lesões miocárdicas em função da anóxia, favorecendo o estudo
comparativo dos diferentes métodos de proteção miocárdica, e permite a detecção de
falhas na técnica de preparo das biópsias. Como exemplos foram citados a presença
de glicogênio abundante em cortes com lesões mitocôndrias ou destruição de
miofibrilas sem lesão mitocondrial ou alteração da cromatina nuclear.
Balderman e Cols. (1981) estudaram 25 pacientes submetidos a cirurgias
valvulares e de revascularização. Nesta série, a incidência de necrose miocárdica foi
mais bem correlacionada com os achados ultraestruturais das mitocôndrias e que nos
pacientes nos quais a parada foi inferior a 90 minutos não houve significância
estatística nas concentrações de ATP. Já Warner e Cols. (1987), em estudo
prospectivo com pacientes submetidos a cirurgia de troca de válvula aórtica ou mitral,
comparou os achados de alteração metabólica e estrutural entre dois grupos de
pacientes com ou sem hipertrofia ventricular esquerda, encontrando maiores alterações
ultra-estruturais no grupo com hipertrofia.
Alham e Cols. (1996), estudando pacientes submetidos a cirurgia de
revascularização do miocárdio compararam, em pacientes de baixo risco, o uso de
cardioplegia cristalóide hipotérmica com o pinçamento intermitente da Aorta. Neste
trabalho, foi utilizado um escore onde eram avaliadas as seguintes estruturas e
fenômenos celulares: discos intercalares, edema intracelular, reservas de glicogênio,
2 – Revisão da Literatura
24
condição das mitocôndrias, condição dos capilares, condições do núcleo, quantidade
de cálcio na mitocôndria e condição das miofibrilas.
Kamlot e Cols. (1997) compararam dois tipos de solução cardioplégica
para proteção miocárdica fazendo uso de um novo escore para microscopia eletrônica.
Neste trabalho, foram avaliados doze cães submetidos a 3 horas de isquemia com
circulação extracorpórea. A avaliação das fotomicrografias foi baseada em um sistema
de escore que variava de 0 a 4, sendo que 0 o normal, 0,5 a 2 lesões reversíveis, e 3 a
4 lesões irreversíveis. Os critérios utilizados para tal pontuação foram os seguintes: 0 –
Normal; 0,5 – Mínimo edema intracelular; 1 – Edema definido (intermiofibrilar e
intramitocondrial), marginação ou formação de grumos iniciais da cromatina nuclear, e
perda leve de glicogênio; 2 – Edema mais acentuado, edema mitocondrial, marginação
ou formação de grumos da cromatina nuclear, e perda de glicogênio; 3 – Edema
severo, vesiculação subsarcomerolamelar, bandas de contração, mitocôndrias amorfas,
e ruptura de membranas do sarcolema; 4 – Destruição da arquitetura, bandas de
contração, ruptura de membranas do sarcolema, mitocôndrias amorfas.
25
3 - PACIENTES E MÉTODOS
3 – Pacientes e Métodos
26
3. PACIENTES E MÉTODOS
3.1 Métodos de Estudo
O presente trabalho consiste em um ensaio clínico randomizado, aprovado
pela comissão de ética do Grupo de Pesquisa e Pós-Graduação do Hospital de
Clínicas de Porto Alegre.
A população estudada foi composta de 18 pacientes portadores de
valvulopatia aórtica, com indicação de cirurgia eletiva, operados no Hospital de Clínicas
de Porto Alegre, no período de outubro de 1999 à julho de 2000, Foram distribuídos
aleatoriamente, por sorteio, em dois grupos para estudar o efeito de duas soluções
cardioplégicas.
Todos os pacientes foram esclarecidos sobre o experimento e assinaram
termo de consentimento pós-informação (anexo 1).
O Grupo (A), controle, constou de oito pacientes que receberam solução
cardioplégica sem procaína e o Grupo (B), dez pacientes, que receberam solução
cardioplégica com procaína (tabela 1). Para entrar no estudo seguiram-se os seguintes
critérios: a) Idade superior a 18 e inferior a 80 anos; b) cirurgia de caráter eletivo; c) não
portador de patologia miocárdica associada. Pacientes portadores de diabete melito
3 – Pacientes e Métodos
27
avançada com lesão de órgãos alvo, cardiopatia isquêmica, miocardiopatia dilatada,
função ventricular severamente comprometida (FE< 30%) ou história de infarto do
miocárdio foram excluídos.
Tabela 1. Composição da solução cardioplégica
Composição para 1000 ml da solução
pH = 7,4 - 7,6 osmolaridade 300 – 320 mosm
Componentes
Grupo A
mEq / l
Grupo B
mEq / l
Na
+
144,0 mEq 144,0 mEq
K
+
20,0 mEq 20,0 mEq
Mg
++
32,0 mEq 32,0 mEq
Ca
++
4,4 mEq 4,4 mEq
Cloridrato de procaína - 2,0 mEq
HCO
3
-
10.0 mEq 10.0 mEq
3 – Pacientes e Métodos
28
3.2 Técnica Cirúrgica
3.2.1 Considerações Gerais
Foi realizada monitorização eletrocardiográfica, para controle do ritmo e
freqüência cardíaca. Sob anestesia local com solução de lidocaína 1%, realizava-se
duas punções venosas periféricas em membro superior com cateter nº 14 G ou 16 G e
a punção em artéria radial com cateter nº 18 G.
3.3 Anestesia
3.3.1 Conduta Pré-Anestésica
Todos pacientes receberam, na noite anterior à cirurgia, medicação pré-
anestésica que constava de uma dose de 2 mg de flunitrazepan, por via oral.
3.3.2 Indução e Manutenção da Anestesia
Após pré-oxigenação, foram administradas pequenas doses de midazolan
endovenoso (0,1 a 1 mg/kg de peso corporal), seguido de pancurônio (0,06 a 0,1 mg/kg
de peso corporal). Na seqüência, uma dose de narcoanalgésico endovenoso, fentanil
(10 a 20 μg/kg de peso corporal).
3 – Pacientes e Métodos
29
Induzida a anestesia, procedia-se à intubação orotraqueal e instalava-se
ventilação mecânica. Uma sonda nasogástrica foi introduzida e realizava-se punção
venosa central (jugular interna ou subclávia direita) e colocação de sonda vesical.
Nesta fase media-se a pressão venosa central e realizava-se um tempo de coagulação
ativado (TCA). As amostras de sangue arterial foram enviadas ao laboratório para
gasometria, determinação do hematócrito, hemoglobina e dosagem de potássio.
A manutenção anestésica foi realizada com a administração endovenosa
das mesmas drogas da indução; midazolam (0,5 a 1,5 μg/kg/min), fentanil (0,1 a 0,2 5
μg/kg/min) e pancurônio (0,1 mg/kg), em “bolus”, conforme necessidade.
3.4 Técnica Cirúrgica
A cirurgia foi realizada através de esternotomia. Após abertura e reparo
do pericárdio, foi instalada CEC através da canulização da aorta ascendente e átrio
direito. Foi utilizada uma bomba de roletes (Sarns· modelo 8000), oxigenador de
membrana, reservatório de cardiotomia (Braile Biomédica
®
). No perfusato inicial foi
utilizado solução de ringer-lactato com a adição de sangue total ou concentrado de
hemácias, quando necessário.
A cirurgia foi realizada sob hipotermia moderada, temperatura esofágica
de 30– 32 ºC, e com hemodiluição (Ht. 28-30%).
3 – Pacientes e Métodos
30
3.5 Proteção Miocárdica
Uma vez iniciada a CEC e estabilizada com fluxo de 2.4 l/min/m
2
, a aorta
ascendente era pinçada, o ventrículo esquerdo drenado através da introdução de
sonda de uma aspirção pela veia pulmonar superior direita, e a aortotomia era
realizada. A solução cardioplégica cristalóide hipotérmica (4
0
C) foi infundida
diretamente nos óstios coronários com cânulas metálicas, de forma separanda,
utilizando-se dois terços da dose na coronária esquerda e um terço na direita. A dose
inicial foi de 300 ml por metro quadrado de superfície corporal, com pressão de infusão
máxima de 80 mmHg e repetida meia dose de solução cardioplégica a cada 20-30
minutos. O saco pericárdico era irrigado com solução salina gelada durante o período
isquêmico.
3.6. Microscopia Eletrônica
3.6.1 Coleta do Material para Microscopia Eletrônica
Em cada paciente, durante o procedimento cirúrgico, foram realizadas 3
biópsias miocárdicas na ponta da parede anterior do ventrículo esquerdo, orientada
para o septo interventricular com agulhas “Tru-cut” (Lab. Travenol) (figuras 3, 4, 5 e 6).
A primeira biópsia foi realizada antes do pinçamento aórtico (momento I), com o
3 – Pacientes e Métodos
31
coração perfundido e mantida a atividade elétrica e contrátil. A segunda no final do
período isquêmico antes da abertura da pinça aórtica (momento II) e a última 15
minutos após a reperfusão miocárdica, (momento III) ainda em circulação
extracorpórea.
3.6.2 Fixação e Inclusão e obtenção de cortes:
Após a biópsia, o material era imediatamente colocado em solução
fixadora contendo: glutaraldeído 2%, tampão fosfato 0,1 Molar e H
2
O.
O material obtido foi preparado de forma padrão para microscopia
eletrônica:
♦ Desprezado as extremidades (figura 6)
♦ Imersão em solução de glutaraldeído 2% com tampão de fosfato 0,1 molar
(M) pH 7.4 90 minutos à temperatura ambiente
♦ Lavagem com solução salina
♦ Pós fixação em tetróxido de ósmio 1% por 1 hora em tampão fosfato 0,1M.
♦ Desidratação gradual em etanol em soluções de 30%, 50%, 70%, 95% e
100%. Todas as passagens têm duração de aproximadamente 10 minutos,
3 – Pacientes e Métodos
32
com exceção das duas últimas etapas, que tem a duração de 20 minutos a
mais cada uma.
♦ Inclusão em resina Epon.
O processo de inclusão em resina Epon seguiu o seguinte protocolo:
Pré-embebição em uma mistura de epon 812 com acetona pura nas
seguintes proporções:
a) Uma parte de epon + três partes de acetona por 2 horas;
b) Uma parte de epon + duas partes de acetona por 2 horas;
c) Uma parte de epon + uma parte de acetona por 24 horas;
d) Duas partes de epon + uma parte de acetona por 2 horas;
e) Três partes de epon + uma parte de acetona por 2 horas;
A embebição foi feita com epon 812 puro durante 24 horas.
Para a inclusão foram usados moldes siliconados chatos, (Embedding
molds Sigma
®
), para que as amostras fossem, então, orientadas. A polimerização foi
efetuada em estufa na temperatura constante de 60ºC por 72 horas. Os cortes
semifinos foram feitos no ultramicrotomo, (Leica Ultracut UCT
®
), sendo utilizada
navalha de diamante, (Drukker
®
type histo with trough 8mm), com uma espessura de
800 nm e corados com solução aquosa de azul de toluidina 1%. Destes cortes foram
selecionadas áreas para cortes ultrafinos. Em torno de 10 a 15 cortes eram
confeccionados com uma espessura de 70 nm no mesmo ultramicrotomo, com uma
3 – Pacientes e Métodos
33
navalha de diamante, ( Drukker
®
type ultra with trough 3mm) e dispostos sobre telas de
cobre de 3 mm de diâmetro para microscopia eletrônica.
3.6.3 Exame ao microscópio eletrônico
Para a contrastação dos cortes ultrafinos foi utilizado solução aquosa de
acetato de uranila 2% e após citrato de chumbo.
As amostras foram observadas e fotografadas ao microscópio eletrônico
(modelo EM208S Philips) utilizando uma potência de 80 kV.
Todos os cortes distendidos sobre as telas foram observados. Três a
cinco eletromicrografias em aumentos diferentes foram obtidas em 6300 a 12000
vezes, de cada amostra examinada, de áreas julgadas representativas. Posteriormente
os negativos foram ampliados em papel fotográfico com magnificação de
aproximadamente duas vezes o tamanho original. A avaliação das eletromicrografias
foi baseada em um escore semi-quantitativo para mensurar o dano isquêmico descrito
por Kamlot (1997) utilizando-se o grau de maior alteração encontrado para a
pontuação.
3.7 Coleta de dados clínicos e Laboratorias
3 – Pacientes e Métodos
34
Os dados clínicos foram colhidos sob a forma de anamnese e exame
físico. Os exames laboratoriais foram coletados no pré-operatório, durante a cirurgia e
no pós-operatório, com preenchimento de formulário padrão (anexo 2).
3.8 Análise estatística
Os dados foram digitados e armazenados em arquivo do programa Excel 2000.
Inicialmente foram obtidas tabelas de freqüência para todas as variáveis do banco de
dados.
Nas variáveis quantitativas foi calculada média e desvio padrão e na presença
de assimetria ou em variáveis ordinais determinamos a mediana e a amplitude
interquartil. Variáveis categóricas foram tratadas através da freqüência e do percentual.
Na comparação das varáveis qualitativas entre os grupos utilizamos o teste t de
Studant para amostras independentes, e, quando necessário, o teste não paramétrico
U Mann – Whitney. Para as variáveis categóricas usamos o Qui-quadrado e o teste
exato de Fisher.
Os dados foram analisados com o auxilio dos programas Excel v. 2000 e SPSS
v 8.0. Consideraram-se estatisticamente significativos valores de p ≤ 0,05.
3 – Pacientes e Métodos
35
Figura 3. Agulhas de biópsia
Figura 4. Agulha de biópsia sendo inserida na ponta do ventrículo esquerdo
3 – Pacientes e Métodos
36
Figura 5. Amostra de miocárdio na agulha de biópsia
Figura 6. Amostra de miocárdio sendo cortada para fixação
37
4 – RESULTADOS
4 - Resultados
38
4. RESULTADOS
4.1 Resultados Clínicos
Dos 18 pacientes submetidos à troca de válvula aórtica eletiva, 13 eram
do sexo masculino (72,2%) e 5 (27,8%) do sexo feminino. A média de idade do grupo
(A) foi de 52,0 anos e a do grupo (B), de 55,4 anos. Não houve diferença significativa
nas variáveis demográficas entre os dois grupos. A distribuição de idade, sexo, peso e
altura em cada grupo e as comparações entre eles estão apresentadas na tabela 2.
Com relação à patologia da válvula aórtica, a comparação entre os dois
grupos não demonstrou diferenças. No grupo (A), três pacientes eram portadores de
estenose de válvula aórtica, três insuficiência e dois de dupla lesão. No grupo (B),
quatro pacientes apresentavam estenose de válvula aórtica, dois insuficiência e quatro
dupla lesão. Não foram detectadas diferenças entre os grupos quanto à classe
funcional NYHA, fração de ejeção e ritmo cardíaco pré-operatório (tabela 3).
4 - Resultados
39
Tabela 2. Variáveis demográficas
a
As variáveis idade, peso e altura são apresentadas com média ± desvio padrão
b
A variável sexo é apresentada com número e percentagem
Tabela 3. Dados clínicos de cada grupo comparados entre si
VARIÁVEIS
GRUPO A
n = 8 (%)
GRUPO B
n = 10 (%)
p
Diagnóstico
Estenose Aórtica
Insuficiência Aórtica
Dupla Lesão
3 (37,5)
3 (37,5)
2 (25,0)
4 (40,0)
2 (20,0)
4 (40,0)
0,671
Classe Funcional(NYHA)
I
II
III
IV
1 (12,5)
5 (62,5)
2 (25,0)
-
1 (10,0)
6 (60,0)
3 (30,0)
-
0,878
ECG (pré-operatório)
RS
FA
BAV I
AIRV
6 (75,0)
2 (25,0)
1
2
10 (100)
-
3
1
0,258
VARIÁVEIS
GRUPO A
n = 8
GRUPO B
n = 10
p
Idade (anos)
a
52,0 ± 9,10 55,40 ± 13,40
0,550
Sexo
b
Masculino
Feminino
7(87,5%)
1(12,5%)
6(60,0%)
4(40,0%)
0.313
Peso (kg)
a
79,12 ± 13,99 66,70 ± 12,76
0,067
Altura (metros)
a
1,73 ± 0,086 1,65 ± 0,072
0,070
4 - Resultados
40
Quando analisamos as doenças associadas, observamos a presença de
hipertensão arterial sistêmica, doença broncopulmonar obstrutiva crônica (DBPOC) e
diabete melito em 2 (25%), 1(12,5%) e 1 (12,5%) no grupo (A) e 3(30%), 2(20%) e 2
(20%) no grupo (B), respectivamente, com p>0,05.
Não ocorreram óbitos intra-hospitalares nesta série de casos.
A análise das variáveis intra-operatórias, com implicações diretas na
avaliação do dano isquêmico, mostrou, no grupo (A), um tempo médio de pinçamento
aórtico de 56,6 ± 9,1 minutos, circulação extracorpórea de 77,1 ± 16,1 minutos e
volume de solução cardioplégica infundida de 845,0 ± 107,2 ml, e no grupo (B), 61,3 ±
12,1 minutos, 82,3 ± 28,8 minutos e 780,0 ± 125,2 ml, respectivamente. A comparação
entre as médias de cada grupo não se mostraram estatisticamente significativas (tabela
4). Não ocorreu nenhum caso de IAM transoperatório nesta série estudada. O uso de
drogas inotrópicas, 2 pacientes do grupo (A) e 1 do grupo (B), fizeram uso nas
primeiras 12 horas após a cirurgia. Um paciente do grupo A apresentou atividade
elétrica durante a parada isquêmica. Tres pacientes no gupo (A) e 1 paciente no grupo
(B), necessitaram de MP temporário nas primeiras 12 horas pós operatório.
Com relação ao rítimo cardíaco pós desclampeamento da aorta, quando
comparamos os dois grupos, encontramos uma maior incidência de retomada
4 - Resultados
41
espontânea ao ritimo sinusal no grupo (B), 7 pacientes (70%) contra apenas 1 (12,5%)
do grupo (A) p = 0,024 (Figura 7).
Tabela 4. Variáveis intra-operatórias
VARIÁVEIS GRUPO A
(n = 8)
GRUPO B
(n = 10)
p
Tempo de Pinçamento
Aórtico
a
56,6 ± 9,1 61,3 ± 12,1
0,610
Tempo de CEC
a
77 ± 16,1 82,3 ± 28,8
0.657
Vol. Cardioplegia
b
845, ± 107,2 780,0 ± 152,2
0,642
a
– Variáveis descritas em minutos ± desvio padrão
b
– Variável apresentada em mililitros ± desvio padrão
Figura 7. Comparação do rítmo após despinçamento aórtico entre os dois grupos
0
2
4
6
8
10
Grupo A Grupo B
Sinusal
Fibrilaçâo
p = 0,024
Número de
Pacientes
4 - Resultados
42
As dosagens enzimáticas de CK-MB entre os grupos, representadas
na figura 8 , também não foram significativas, nos 8 pontos comparados.
Figura 8. Comparação das curvas enzimáticas da CK-MB
4 - Resultados
43
4.2 Microscopia eletrônica
O aspecto ultra-estrutural do miocárdio nos 18 casos examinados não exibiu
alterações apreciáveis, tanto nos pacientes submetidos a perfusão com solução padrão
(grupo B), Figuras 13, 14 e 15; como naqueles com solução modificada, sem procaína
(grupo A), Figuras 10, 11 e 12 As mitocôndrias mantiveram a sua estrutura espacial
normal sem modificações significativas tanto no arranjo das membranas externa e
interna como na disposição e aspecto das cristas, e na quantidade de grânulos
mitocôndrias. Da mesma forma, não foram observadas modificações significativas na
matriz mitocondrial em todos os casos quando comparados ao momento I com os
outros dois momentos.
A concentração de grânulos de glicogênio em alguns pacientes
aparentemente diminuiu no momento III (Figura 12), mas essa diferença não foi
constante em todos os casos.
Os núcleos não apresentaram nenhum tipo de alteração, mantendo o
aspecto da cromatina regularmente distribuída. Os túbulos T e os discos intercalares,
também se apresentaram com morfologia normal.
Não se evidenciou diferenças importantes no volume celular, uma vez que
edema intra e extracelular foi um achado discreto em algumas amostras.
4 - Resultados
44
Em todos os pacientes foi observada moderada quantidade de grânulos
de lipofuscina, particularmente, próximo aos pólos dos núcleos dos cardiomiócitos.
Contração de feixes de miofibrilas e feixes em estado de relaxamento foram vistos e
um mesmo corte em diversas oportunidades e em diferentes momentos.
A análise do material à microscopia eletrônica, segundo escore proposto,
não demonstrou alterações significativas entre os dois grupos figura 9. No grupo (A), a
média do escore na fase pré-isquêmica (I), foi de 0,1; no final do período isquêmico (II),
foi de 0,4; no período da reperfusão (III) de 0,4. No Grupo (B), a média dos escores nos
momentos I, II e III foram respectivamente 0,1, 0,4 e 0,7.
4 - Resultados
45
Figura 9. Comparação das médias dos escores de microscopia eletrônica entre os dois
grupos
p>0,05
4 - Resultados
46
Figura 10. Miocárdio. Grupo (A). Paciente 20, momento I. Mitocôndrias de aspecto
normal, numerosos grânulos de glicogênio no sarcoplasma. Barra = 1 µm.
Aumento de 24000 x.
Figura 11. Miocárdio. Grupo (A). Paciente 20, momento II. Aspecto semelhante ao da
figura 10. Barra = 1 µm. Aumento de 24000 x.
Figura 12. Miocárdio. Grupo (A). Paciente 20, momento III. Mitocôndrias de aspecto
normal, grânulos de glicogênio levemente diminuidos no sarcoplasma. Barra = 1
µm. Aumento de 24000 x.
4 - Resultados
47
4 - Resultados
48
Figura 13. Miocárdio. Grupo (B). Paciente 7, momento I. Mitocôndrias normais.
Grânulos de glicogênio distribuídos no sarcoplasma. Barra = 1 µm. Aumento de
24000 x.
Figura 14. Miocárdio. Grupo (B). Paciente 7, momento II. Mitocôndrias normais e
distribuição de grânulos de glicogênio entre os feixes de miofibrilas. Barra = 1 µm.
Aumento de 24000 x.
Figura 15. Miocárdio. Grupo (B). Paciente 7, momento III. Mitocôndrias e grânulos de
glicogênio de aspecto e distribuição normais. Barra = 1 µm. Aumento de 24000 x.
4 - Resultados
49
50
5 – DISCUSSÃO
5 - Discussão
51
5. DISCUSSÃO
A proteção miocárdica durante o pinçamento aórtico nas cirurgias
cardiovasculares tem sido objeto de muitos estudos nos últimos anos. De tal forma que
na década de 80 foi o tema que mais publicações recebeu isoladamente (Shapira,
1980; Hearse, 1981; Engelman, 1981; Rosenkranz, 1982; Fremes, 1984; Teoh, 1986;
Fiore, 1990; King, 1990; Menasché, 1990; Lichtenstein, 1991; Salerno, 1991; Baraka,
1993; Braile, 1993; Naylor, 1994; Ikonomidis, 1995; Hayashida, 1995; Lee, 1995;
Maskal, 1995; Sellevold, 1995; Carrier, 1996; Salazar, 1998; Rao, 2000).
O emprego de anestésicos locais vem sendo estudado por vários autores,
como Reidmaster e Cols. (1967), Kirsch e Cols. (1972), Schaper e Cols. (1974), Follette
e Cols. (1977), Bleese e Cols. (1978), Hearse e Cols. (1981), Pereira e Cols. (1981),
Fiore e Cols. (1990), King e Cols. (1990), Baraka e Cols. (1993), Sellevold e Cols.
(1995), Rinne e Cols. (1998), que demonstraram uma melhor proteção miocárdica
quando era acrescido um anestésico à solução cardioplégica, visando estabilizar a
membrana celular. Porém, ainda é controverso o papel do uso da procaína, como
demonstrado experimentalmente por Ledinghan e Cols. (1987), onde o emprego de
procaína teve resultados inferiores, em relação a vários aspectos.
5 - Discussão
52
Existe muita controversia em relação às vantagens da cardioplegia
sangüínea sobre a cristalóide, como foi demonstrado por Shapira e Cols. (1980),
Engelman e Cols. (1981) e mais recemtemente por Salazar e Cols. (1998). Estes fatos
seguem justificando o emprego da cardioplegia cristalóide por cerca de 25% dos
cirurgiões cardíacos da América do Norte, como demonstrado em levantamento
nacional realizado por Robison e Cols. (1995). Em nosso meio, esta solução é
empregada por muitos cirurgiões cardíacos, pela simplicidade técnica de seu uso, e,
principalmente, em pacientes com função contrátil cardíaca preservada.
Em virtude das controvérsias citadas acima, desenhamos este estudo,
randomizado, comparando variáveis clínicas e ultra-estruturais de pacientes
submetidos a cirurgia cardíaca de troca da válvula aórtica em nosso serviço.
A quantificação do grau de proteção oferecida pelos mais diferentes tipos
de soluções cardioplégicas, estudadas pelos métodos indiretos nas cirurgias cardíacas,
como a avaliação funcional e os níveis de enzimas cardíacas, não são fidedignos para
avaliar a real grau de lesão celular. Por outro lado, a microscopia eletrônica é um meio
de avaliação direta, constituindo-se num método muito sensível para detecção de
danos celulares precoces nos miócitos, como demonstraram Vitali-Mazza e Cols.
(1969), Gasperis e Cols. (1970), Balderman e Cols. (1981), Shaper e Cols. (1980,
1981, 1986), Warner e Cols. (1987), Axford- Gatley e Cols. (1990), Tasdemir e Cols.
(1993), Alhan e Cols. (1996).
5 - Discussão
53
Em nosso estudo a comparação das eletromicrografias dos 18 pacientes
examinados, não evidenciou diferenças morfológicas significativas entre os dois grupos
nos diferentes momentos em que foram tomadas as biópsias. Momento I) p=0,876,
momento II) p=0,584 e momento III) p=0,194, baseados nos escores de avaliação de
lesão propostos por Kamlot, que embora tenha sido um trabalho experimental, também
não encontrou diferenças entre os dois grupos estudados (Kamlot, 1997).
As mitocôndrias em particular, que foram alvo de especial atenção,
mostravam sempre as membranas externas e internas íntegras, além de arranjo
espacial das cristas normais. Não foram encontradas diferenças entre a quantidade de
grânulos matriciais nas mitocôndrias nos diferentes momentos em âmbos os grupos de
pacientes.
As bandas de contração de feixes de miofibrilas encontradas em alguns
dos cortes de forma isolada sem outras alterações ultra-estruturais compatíveis, não
foram consideradas, , uma vez que poderíamos interpretar como manifestação de dano
isquêmico, tendo em vista que estas alteraçõeas podem ter sido provocadas
artificialmente pela manipulação e preparação das amostras, como bem demonstrou
Adonian e Cols. (1978) em estudo com animais.
A diminuição dos grânulos de glicogênio no momento três poderia
significar um consumo deste elemento durante o período isquêmico. Esta hipótese não
5 - Discussão
54
se aplica a todos os pacientes, haja vista que em alguns deles não houve diferença no
conteúdo dos grânulos de glicogênio nos três momentos. Outra possibilidade poderia
ser a diferente distribuição do glicogênio na dependência da porção da miofibrila e da
orientação do corte. De qualquer maneira, a diferença, quando ocorreu, foi
relativamente discreta, não apresentando significância estatística.
A fibrilação ventricular após o retorno da circulação coronariana é um
evento comum que ocorre durante as cirurgias cardíacas, não sendo reconhecido como
um problema. Entretanto, sabemos que o miocárdio é muito vulnerável neste período,
tendo em vista, que o consumo de oxigênio em fibrilação e em normotermia é maior
(Buckberg,1977).
Em relação aos dados clínicos não houve diferença estatística entre os
dois grupos, com a exceção do ritmo pós-desclampeamento, que apresentou um maior
número de pacientes com fibrilação ventricular no grupo (A) com 87,5%
comparativamente a apenas 12,5% dos pacientes do grupo (B) (p=0,024). Este fato
pode ser atribuído a ação anti-arrítmica dos anestésicos locais, presente na solução
cardioplégica utilizada no grupo (B). Estes dados vão ao encontro dos achados da
literatura, como bem demonstrou Sellevold e Cols. (1995), onde somente 7% dos
pacientes que utilizaram solução cardioplégica com procaína apresentaram fibrilação
ventricular pós-desclampeamento, contra 100% do grupo controle, sem procaína
(Fiore, 1990; Sellevold, 1995; Catterall, 1996).
5 - Discussão
55
Nossos resultados clínicos e ultra-estruturais mostram que a solução
cardioplégica cristalóide, hipotérmica, hipercalêmica com procaína, St. Thomas
ofereceu uma proteção adequada para o grupo de pacientes estudados. Assim sendo,
além desta proteção adequada, sua facilidade de administração, controle de volume,
equilíbrio eletrolítico, facilitando o aspecto técnico trans-operatório e a diminuição das
arritmias operatórias, além da ausência de efeitos deletérios ao miocárdio são os
grandes atrativos que justificam seu emprego em grande número de serviços de
cirurgia cardíaca.
56
6 - CONCLUSÕES
6 - Conclusões
57
6. CONCLUSÕES
1. A adição de procaína à solução cardioplégica, não aumentou a proteção miocárdica
em nível ultra-estrutural trans-operatório, nesta série de pacientes estudados.
2. As duas soluções cardioplégicas utilizadas demonstraram uma boa preservação
miocárdica.
3. Houve um significativo aumento no retorno espontâneo ao ritmo sinusal pós parada
nos pacientes que utilizaram a solução cardioplégica com procaína.
58
7 – REFERÊNCIAS BILBLIOGRÁFICAS
7 – Referências Bibliográficas
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7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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76
8 – ANEXOS
8 - Anexos
77
Anexo 1 – Termo de consentimento pós informado
Termo de Consentimento
Você está sendo atendido no HCPA por sofrer de uma doença cardíaca chamada Estenose aórtica e/ou
Insuficiência. O coração é um músculo cuja função principal é bombear sangue para o resto do organismo. A válvula
aórtica é uma válvula que se encontra na via de saída do coração e impede que o sangue retorne. Na estenose
aórtica ocorre um estreitamento com dificuldade de passagem de sangue, ocasionando um aumento do coração por
hipertrofia e tardiamente por dilatação.
Na insuficiência aórtica a válvula não se fecha adequadamente permitindo retorno do sangue para dentro
da cavidade cardíaca.
Estas duas doenças nos estágios tardios levam a insuficiência cardíaca (enfraquecimento do coração),
ficando progressivamente mais cansado e com falta de ar.
O tratamento para os casos mais avançados é a cirurgia cardíaca com substituição valvular com prótese.
Durante a cirurgia o coração é parado com uma solução chamada cardioplegia. Existem várias soluções e o objetivo
de nosso estudo é verificar qual, do ponto de vista morfologico, é a melhor, e, para isto, solicitamos a sua
colaboração.
Se Você concordar em participar deste projeto, o seguinte ocorrerá:
1. Diminutos fragmentos de músculo cardíaco (± 5mm) serão obtidos através de biópsia com agulha (Tru-
Cut), realizada durante a cirurgia.
2. As complicações deste procedimento são raras. Sangramento no local da biópsia pode ocorrer e é
facilmente contornável no trans operatório por sutura.
3. Este estudo também envolve a coleta de amostras de sangue para análise laboratorial de 6/6 horas,
num período de 48 horas.
Este projeto tem como finalidade levar a um melhor conhecimento da proteção miocárdivca durante a parada
do coração. A participação é inteiramente voluntária e sua recusa em participar não implica de forma alguma em
diferença no seu atendimento médico no HCPA.
________________________________________
Assinatura do paciente
________________________________________
Assinatura do médico responsável
8 - Anexos
78
Anexo 2 – Protocolo de coleta de dados
PROTOCOLO
Nome: Registro: Idade:
Sexo
: M - F Diagnóstico: Estenose Insuficiência Dupla lesão
Classe funcional: 1 2 3 4 F.E.: % Peso: Kg Altura: m
Doença associada:_______________ Medicamentos em uso: _____________
ECG: RS FA Outro: _______________
Solução Cardioplégica
: A B TISQ: min TCEC: min
Volume 1
: ml Volume 2: ml
Ritmo Pós despinçamento: Fibrilação Sinusal Juncional Outros
Choque: Sim Não Quantidade: Intensidade: J
Atividade Elétrica Durante a Parada Isquêmica: Sim Não
Arritmia Trans Operatória: Sim Não
Arritmia Pós Operatória
: Sim Não
IAM Trans Operatório: Sim Não
Inotrópicos: Sim Não
Marcapasso Trans Operatório
: Sim Não
Marcapasso Pós Operatório
: Sim Não
Enzima
Pré 6 h 12 h 18 h 24 h 30 h 36 h 42 h 48 h
CK
CK-MB
N° Material:______
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