Efeito da hipertensão intracraniana sobre a complacência gástrica de ratos anestesiados:

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1 Universidade Federal do Ceará Faculdade de Medicina Departamento de Cirurgia Programa de Pós-Graduação Stricto Sensu em Cirurgia Efeito da hipertensão intracraniana sobre a complacência gástrica de ratos anestesiados: Caracterização do fenômeno e dos mecanismos neurais Gerardo Cristino Filho Orientador: Prof. Dr. Armênio Aguiar dos Santos Dezembro/2004

2 Introdução Traumatismo cranioencefálico (TCE) é a principal causa de HIC Incidência anual de TCE 200 a 500/ habitantes são tratados em centros de emergência 150 a 250/ habitantes são admitidos em hospital 20 a 30/ habitantes morrem (50% em hospitais) BRUNS JR & HAUSER, 2003

3 Introdução Incidência anual de TCE no Brasil 341/ habitantes são tratados em centros de emergência na Capital Federal (Masini, 1994) 39/ habitantes morrem em São Paulo (Koizumi, 2000)

4 Introdução Hipertensão intracraniana (HIC) é causa clássica de alterações na função gástrica, manifestando-se com náuseas e vômitos. A fisiopatologia dos mecanismos envolvidos neste fenômeno é incerta.

5 Introdução Hipertensão intracraniana (HIC) altera função motora gástrica GARRICK et al. (1988) verificaram que a HIC aguda (13 cmh2o), em coelhos acordados, ocasiona, de forma imediata, inibição na amplitude de contrações gástrica e duodenal, respectivamente em torno de 80 e 60%

6 Introdução Hipertensão intracraniana (HIC) altera função motora gástrica MATTHEWS et al. (1988) verificaram redução da freqüência e da periodicidade dos complexos mioelétricos migratórios (CMM) em gatos anestesiados sob HIC (20, 40 ou 60 mmhg)

7 Introdução Hipertensão intracraniana (HIC) altera função motora gástrica LIVINGSTON, PASSARO, GARRICK (1991) constataram que a HIC (20 mmhg) aumenta a força das contrações do antro gástrico em ratos anestesiados

8 Introdução Hipertensão intracraniana (HIC) altera função motora gástrica KACKER, MEHTA, GUPTA (1999) observaram inibição do esvaziamento gástrico de líquido em ratos acordados submetidos a HIC (40, 60 ou 80 mmhg)

9 Objetivo Identificar os efeitos agudos da hipertensão intracraniana (HIC) experimental sobre a complacência gástrica (CG) de ratos anestesiados, bem como identificar as possíveis vias neurais envolvidas neste fenômeno.

10 Hipertensão intracraniana Aumento de volume dos 3 conteúdos Parênquima cerebral Sangue Líquor Pressão normal em humano: 12 mmhg Pressão normal em rato: 1 mmhg (Barth, 1992)

11 Hipertensão intracraniana Pressão intracraniana em mmhg Volume em ml In: YOUMANS Neurological Surgery, 4th edition, 1997

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13 Complacência gástrica CANNON, 1898 Em gatos

14 V Complacência = P Pressão Complacência gástrica Volume (V) variável Pressão (P) ~ constante Volume A Pressão intragástrica em coelho vivo B Pressão intragástrica em estômago isolado de coelho Extraído de Grey

15 Complacência gástrica NaCl 300 mosm Ligação Obstrutiva C = ΔV ΔP Intraluminal Pressure (mmh2o) Expansion CAPELO, L.R.; CAVALCANTE, D.M.; CRISTINO-FILHO, G. Braz J Med Biol Res 16: 73, 1983 Retraction Intragastric volume (ml)

16 Métodos 1. Animais Utilizamos 65 ratos machos Wistar (280 a 320 g), oriundos do Biotério Central da UFC e manuseados de acordo com os preceitos do Colégio Brasileiro de Experimentação Animal No dia anterior aos experimentos, os animais foram mantidos em jejum por 24 h com livre acesso à água.

17 Métodos 2. Procedimentos cirúrgicos 2.1 Medida da pressão intracraniana (PIC) Anestesia com uretana (1.2 g/kg, IP). Fixação no aparelho de estereotaxia (Insight Equipamentos ).

18 Métodos 2. Procedimentos cirúrgicos COMPOSIÇÃO DO LCR-SÍMILE 2.1 Medida da pressão intracraniana (PIC) NaCl (126,5 mm = 7,4 g/l) NaHCO (27,5 mm (x = 2,31 g/l) Inserção de duas cânulas-guia Lateral = 1,5mm; KCl (2,4 mm = 0,178 g/l) ycaudal = 0,8mm e zkh PH (0,5 = mm2,0mm) = 0,178 g/l)nos ventrículos Dorsoventral CaCl (1,1 mm = 0,12 g/l) laterais direito e esquerdo, uma para monitoração MgCl (0,85 mm = 0,08 g/l) da PIC e a outra para do sistema Na SOcompressão (0,5 mm = 0,07 g/l) ventricular, com infusão de LCR símile Para usá-la, ainda resta acrescentar no dia do (Pohl, 1992). experimento: glicose (5,9 mm = 1,06 g/l) e ajustar, auxílio do carbogênio o ph 7,3 Registro contínuo da PICcom em sistema de aquisição (ajustado com mistura O CO, 95/5, v/v). de sinais biológicos em microcomputador POHL et al., 1992 (PowerLab)

19 Métodos 2.2 Medida dos parâmetros hemodinâmicos Após traqueostomia, canulação da artéria carótida esquerda para registros contínuos da pressão arterial (PA) e freqüência cardíaca (FC) no PowerLab.

20 Métodos 2.3 Medida do volume gástrico Inserção no estômago proximal de cateter de polietileno, tendo na extremidade balão de látex. A extremidade livre do cateter é conectada a reservatório em U, compondo sistema de vasos comunicantes preenchido com solução iônica padrão e submetido a pressão constante de 4 cm H2O.

21 Métodos 2.3 Medida do volume gástrico Variações na complacência gástrica, transmitidas ao reservatório, são detectadas por um sensor eletrônico de volume e indicadas continuamente em aparelho pletismométrico (Ugo Basile 7140).

22 Arte: Hélio Rola

23 Métodos Validade e confiabilidade do modelo Yohimbine Drugs Barostat Volume Gastric Volume (ml) Registered Volume Bethanecol 2.6 GRAÇA et al. J. Pharmacol. Toxicol. Methods 43: 25, Time (min)

24 MODELO EXPERIMENTAL Efeito da hipertensão intracraniana sobre a complacência gástrica em ratos anestesiados Experimento realizado no Laboratório Escola Prof. Luiz Capelo UFC

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26 Métodos 3. Efeitos da HIC na complacência gástrica Todos os animais foram monitorados por 80 min, sendo os 20 min iniciais considerados período basal, após o que foram distribuídos em: Grupo PIC controle (N=6) Grupo PIC 10 mmhg (N=6) Grupo PIC 20 mmhg (N=6) Grupo PIC 40 mmhg (N=5) Grupo PIC 60 mmhg (N=5) Grupo PIC crescente (N=6)

27 Métodos 4. Análise estatística Os dados foram expressos como média ± erro padrão da média. Para comparação da diferença entre as médias, utilizamos a análise de variância (ANOVA) para médias repetidas, seguida pelo teste de Bonferroni. Valores de P<0,05 foram considerados significantes.

28 Métodos 90% 75% Mediana 25% 10% Dados dispersos Box & Whiskers Plots

29 Métodos Grupo PIC Controle Após o período basal, os animais foram monitorados por mais 60 min sem promover alteração da PIC. Os valores de volume gástrico e os parâmetros hemodinâmicos medidos por 60 min foram então agrupados em seis períodos consecutivos, denominados PN10, PN20, PN30, PN40, PN50 e PN60.

30 Delineamento Experimental PIC Controle - 1 dia min Jejum Basal Procedimentos cirúrgicos PN10 PN20 PN30 PN40 PN50 PN60

31 PIC Controle RESULTADOS FC (bpm) PA (mmhg) 90 2,5 2,0 1,5 PIC (mmhg) 1,0 3,0 2,5 2,0 1,5 Basal PN10 PN20 PN30 PN40 PN50 PN60 VG (ml)

32 Métodos Grupo PIC 10 mmhg Após o período basal, a PIC foi elevada até 10 mmhg e os valores de volume gástrico e parâmetros hemodinâmicos agrupados em períodos consecutivos, chamados H10, H20 e H30. Em seguida, o sistema de infusão foi fechado, sendo os animais monitorados por mais 30 min e os dados agrupados em períodos consecutivos, chamados R10, R20 e R30.

33 Delineamento Experimental PIC 10 mmhg - 1 dia min Jejum Basal Procedimentos cirúrgicos H10 H20 H30 Elevação da PIC até 10 mmhg R10 R20 R30

34 PIC 10 mmhg RESULTADOS FC (bpm) Reflexo de Cushing 100 PA (mmhg) PIC (mmhg) -5 3,5 3,0 2,5 2,0 Basal H10 H20 H30 R10 R20 R30 VG (ml)

35 Métodos Grupo PIC 20 mmhg Após o período basal, a PIC foi elevada até 20 mmhg e os valores de volume gástrico e parâmetros hemodinâmicos agrupados em períodos consecutivos, chamados H10, H20 e H30. Em seguida, o sistema de infusão foi fechado, sendo os animais monitorados por mais 30 min e os dados agrupados em períodos consecutivos, chamados R10, R20 e R30.

36 Delineamento Experimental PIC 20 mmhg - 1 dia min Jejum Basal Procedimentos cirúrgicos H10 H20 H30 Elevação da PIC até 20 mmhg R10 R20 R30

37 PIC 20 mmhg RESULTADOS FC (bpm) PA (mmhg) PIC (mmhg) 5 0 3,5 2,5 1,5 Basal H10 H20 H30 R10 R20 R30 Reflexo de Cushing VG (ml)

38 Métodos Grupo PIC 40 mmhg Após o período basal, a PIC foi elevada até 40 mmhg e os valores de volume gástrico e parâmetros hemodinâmicos agrupados em períodos consecutivos, chamados H10, H20 e H30. Em seguida, o sistema de infusão foi fechado, sendo os animais monitorados por mais 30 min e os dados agrupados em períodos consecutivos, chamados R10, R20 e R30.

39 Delineamento Experimental PIC 40 mmhg - 1 dia min Jejum Basal Procedimentos cirúrgicos H10 H20 H30 Elevação da PIC até 40 mmhg R10 R20 R30

40 PIC 40 mmhg RESULTADOS 360 FC (bpm) PA (mmhg) PIC (mmhg) Basal H10 H20 H30 R10 R20 R30 Reflexo de Cushing VG (ml)

41 Métodos Grupo PIC 60 mmhg Após o período basal, a PIC foi elevada até 60 mmhg e os valores de volume gástrico e parâmetros hemodinâmicos agrupados em períodos consecutivos, chamados H10, H20 e H30. Em seguida, o sistema de infusão foi fechado, sendo os animais monitorados por mais 30 min e os dados agrupados em períodos consecutivos, chamados R10, R20 e R30.

42 Delineamento Experimental PIC 60 mmhg - 1 dia min Jejum Basal Procedimentos cirúrgicos H10 H20 H30 Elevação da PIC até 60 mmhg R10 R20 R30

43 PIC 60 mmhg RESULTADOS FC (bpm) PA (mmhg) PIC (mmhg) ,5 2,5 1,5 Basal H10 H20 H30 R10 R20 R30 Reflexo de Cushing VG (ml)

44 Correlação linear VG (%) = VG (Exp. Basal) / Basal RESULTADOS y = ax + b a = 0,6035 b = 3,8121 Período Experimental (H30) Período Basal PIC = PICs Exp. PICs Basais Controle PIC 10 mmhg PIC 20 mmhg PIC 40 mmhg PIC 60 mmhg

45 Métodos Grupo PIC Crescente Após o período basal, a PIC foi elevada a cada 20 min em 20 mmhg, sendo os valores de volume gástrico e parâmetros hemodinâmicos agrupados em períodos consecutivos, chamados H20, H40 e H60.

46 Delineamento Experimental PIC Crescente 20/40/60 mmhg - 1 dia min Jejum Basal Procedimentos cirúrgicos H20 H40 H60 Elevação da PIC até 20 mmhg Elevação da PIC até 40 mmhg Elevação da PIC até 60 mmhg

47 PIC Crescente RESULTADOS FC (bpm) PA (mmhg) PIC (mmhg) 0 3,5 3,0 H40 H60 2,5 Basal H20 Reflexo de Cushing VG (ml)

48 Métodos 5. Mecanismos neurais das alterações da complacência gástrica advindas da HIC Para avaliar o envolvimento do nervo vago e dos nervos esplâncnicos, grupos de animais foram previamente submetidos a: Vagotomia subdiafragmática ou Esplancnicectomia + Gangliectomia celíaca

49 Métodos 5.1 Vagotomia subdiafragmática Após 24 h de jejum, anestesia com éter Laparotomia mediana, seguida de exposição do esôfago abdominal Os animais foram então submetidos a: Vagotomia subdiafragmática (N=6) Falsa vagotomia subdiafragmática (N=5)

50 Métodos Vagotomia subdiafragmática Vagotomia troncular subdiafragmática, por serotomia do esôfago cerca de 1 a 1,5 cm acima do cárdia e instilação de álcool a 100% segundo Taché (1987). Animais mantidos por 48 h em gaiolas isoladas com livre acesso a alimentação e água. Após 24 h de jejum, os animais foram estudados com o mesmo delineamento do grupo PIC 10 mmhg.

51 Métodos Falsa vagotomia subdiafragmática Manipulação do esôfago, sem vagotomia. Animais mantidos por 48 h em gaiolas isoladas com livre acesso a alimentação e água. Após 24 h de jejum, os animais foram estudados com o mesmo delineamento do grupo PIC 10 mmhg.

52 Delineamento Experimental (Falsa) Vagotomia Subdiafragmática + PIC 10 mmhg - 4 dias - 3 dias Jejum - 2 dias - 1 dia min Jejum Basal (Falsa) Vagotomia Subdiafragmática 30 Procedimentos cirúrgicos H10 H20 Elevação da PIC até 10 mmhg H30 R10 R20 R30

53 Falsa vagotomia subdiafragmática + PIC 10 mmhg PIC 10 mmhg FC (bpm) PA (mmhg) PIC (mmhg) Basal H10 H20 H30 R10 R20 R30 RESULTADOS VG (ml)

54 Vagotomia subdiafragmática + PIC 10 mmhg Falsa Vagotomia + PIC 10 mmhg FC (bpm) PA (mmhg) PIC (mmhg) Basal H10 H20 H30 R10 R20 R30 RESULTADOS VG (ml)

55 Métodos 5.2 Esplancnicectomia + Gangliectomia Após 24 h de jejum, anestesia com éter Laparotomia mediana, com exposição do tronco celíaco Os animais foram então submetidos a: Esplancnicectomia + Gangliectomia celíaca (N=6) Falsa Esplancnicectomia + Gangliectomia celíaca (N=5)

56 Métodos Esplancnicectomia + Gangliectomia celíaca Dissecção e ablação do gânglio celíaco e dos nervos esplâncnicos segundo Taché (1987). Após 24 h de jejum, os animais foram estudados com o mesmo delineamento do grupo PIC 10 mmhg.

57 Métodos Falsa esplancnicectomia + Gangliectomia celíaca Apenas manipulação do gânglio celíaco e nervos esplâncnicos. Após 24 h de jejum, os animais foram estudados com o mesmo delineamento do grupo PIC 10 mmhg.

58 Delineamento Experimental (Falsa) Esplancnicectomia + Gangliectomia Celíaca + PIC 10 mmhg - 2 dia Jejum - 1 dia min Jejum Basal (Falsa) Procedimentos Esplancnicectomia cirúrgicos + Gangliectomia Celíaca H10 H20 Elevação da PIC até 10 mmhg H30 R10 R20 R30

59 Falsa esplancnicectomia + Gangliectomia celíaca + PIC 10mmHg PIC 10 mmhg FC (bpm) PA (mmhg) PIC (mmhg) 0 3,5 2,5 1,5 Basal H10 H20 H30 R10 R20 R30 RESULTADOS VG (ml)

60 Esplancnicectomia + Gangliectomia celíaca + PIC 10mmHg Falsa Esplancnicectomia + PIC 10 mmhg FC (bpm) PA (mmhg) PIC (mmhg) Basal H10 H20 H30 R10 R20 R30 RESULTADOS VG (ml)

61 Métodos 6. Procedimentos pós-experimentais Ainda em plano anestésico, conferimos por meio de laparotomia o posicionamento do balão no estômago. Após injeção intra-cardíaca de formol a 10%, retiramos o cérebro e verificamos por meio da injeção de azul de Evans o posicionamento dos cateteres intracerebroventriculares.

62 Métodos 7. Avaliação histológica Confecção de lâminas obtidas de ratos (N=9), submetidos ao protocolo PIC Controle, PIC 10 mmhg ou PIC 60 mmhg De acordo com Bigio et al. (1994), foram pesquisadas as seguintes alterações: Edema parenquimatoso Congestão meníngea Congestão parenquimatosa Congestão do plexo coróide Lesão neuronal Necrose/Apoptose

63 Métodos 7. Avaliação histológica As alterações histológicas foram anotadas de acordo com Bigio et al. (1994): a) grau 0: ausente b) grau 1 (+): leve c) grau 2 (++): moderada d) grau 3 (+++): acentuada e) grau 4 (++++): muito acentuada

64 Lâmina histológica PIC Controle Epêndima Ventrículo Corte de 5 µm 40x HE PIC controle. Sem edema parenquimatoso

65 Lâmina histológica PIC 10 mmhg Edema Epêndima Ventrículo Corte de 5 µm 40x HE PIC 10 mmhg. Edema parenquimatoso de grau leve

66 Lâmina histológica PIC 60 mmhg Edema Epêndima Ventrículo Corte de 5 µm 40x HE PIC 60 mmhg. Edema parenquimatoso de grau moderado

67 Lâmina histológica PIC 60 mmhg Edema Edema Epêndima Ventrículo Corte de 5 µm 40x HE PIC 60 mmhg. Edema parenquimatoso de grau moderado

68 Lâmina histológica PIC 60 mmhg Congestão Congestão Corte de 5 µm 40x HE PIC 60 mmhg. Congestão parenquimatosa de grau moderado

69 RESULTADOS Avaliação histológica de segmentos de cérebro de ratos com coloração HE Alterações Histológicas PIC Controle PIC 10 mmhg PIC 60 mmhg Edema parenquimatoso 0 (0-0) 0 (0-1) 1 (1-2) Congestão meníngea 0 (0-0) 0 (0-3) 0 (0-1) Congestão parenquimatosa 0 (0-0) 1 (0-1) 1 (0-2) Congestão do plexo coróide 0 (0-0) 0 (0-0) 1 (0-2) Os dados foram reportados como mediana e variações extremas, sendo comparados pelo teste de Kruskal-Wallis. P < 0.05, PIC 10 mmhg em relação ao Controle P < 0.05, PIC 60 mmhg em relação ao Controle Profa. Régia Vidal do Patrocínio

70 CONCLUSÕES Além de bradicardia e hipertensão arterial, componentes do reflexo de Cushing

71 O presente estudo aponta como principais conclusões:

72 1. A hipertensão intracraniana aguda diminui o volume gástrico de ratos anestesiados.

73 1. Este fenômeno é dependente do grau de elevação da pressão intracraniana. Tal fenômeno manifesta-se já durante a compressão do LCR e ainda persiste por pelo menos 30 minutos após o seu término.

74 1. Nas condições experimentais deste trabalho, a hipertensão intracraniana não promove lesão neuronal nem necrose/apoptose. Porém, a avaliação histológica revela a presença de graus leve a moderado de edema parenquimatoso e de congestões meníngea, parenquimatosa e do plexo coróide.

75 1. O pré-tratamento com vagotomia subdiafragmática não interfere no aumento do tônus gástrico induzido pela hipertensão intracraniana, enquanto o pré-tratamento com esplancnicectomia + gangliectomia celíaca o previne, sugerindo ser este fenômeno mediado por via esplâncnica.

76 Trabalhos e Comunicações deste Estudo Hipertensão Intracraniana Diminui a Complacência Gástrica de Ratos Anestesiados CRISTINO-FILHO, G. et al. XXIV Congresso Brasileiro de Neurocirurgia Fortaleza-CE 2002 Intracranial Hypertension Decreases Gastric Compliance in Anesthetized Rats CRISTINO-FILHO, G. et al. XXI Congresso Latino-Americano de Fisiologia Ribeirão Preto-SP 2003 Intracranial Hypertension (ICH) Increases Gastric Tonus in Anesthetized Rats CRISTINO-FILHO, G. et al. XII European Symposium on Neurogastroenterology and Motility Robinson College Cambridge United Kingdom 2004

77 A universidade não se realiza como tal, se não oferece a seus acadêmicos as condições materiais e intelectuais para praticarem o que ensinam, com domínio na ação e reflexão Humberto Maturana Romesín

78 MUITO OBRIGADO!

79 Aplicação Clínica Tendo em vista que a complacência gástrica (CG) influencia o esvaziamento gástrico, este estudo poderá contribuir para responder uma pergunta clínica fundamental: Em que ponto da curva de pressão intracraniana é possível praticar alimentação enteral em pacientes, tendo segurança de que o esvaziamento gástrico se fará, evitando-se a regurgitação esofágica e bronco-aspiração?