INJÚRIA E PROTEÇÃO DO MIOCÁRDIO DE NEONATOS.

Apesar dos progressos da cirurgia cardíaca e da circulação extracorpórea, a disfunção miocárdica trans-operatória ainda constitui a causa mais frequente de complicações e de óbitos. A grande maioria dos pacientes que não sobrevivem ao período trans-operatório apresenta diversas combinações de necrose miocárdica, desde alterações da esfera histoquímica até a necrose macroscópica, mais severa na região subendocárdica do ventrículo esquerdo ou direito, conforme a câmara mais comprometida pela lesão cardíaca subjacente [1,2]. Esta necrose ocorre na ausência de lesão obstrutiva coronariana e pode afetar toda a área subendocárdica, nos pacientes portadores de cardiopatias congênitas. A necrose do músculo cardíaco é creditada ao desequilíbrio entre a oferta e o consumo de oxigênio que pode ocorrer antes, durante e após a circulação extracorpórea. A produção de radicais livres, de citoquinas e a ativação leucocitária são importantes fatores contributivos na produção da injúria miocárdica. A proteção deficiente pode determinar o aparecimento de fibrose e disfunção miocárdica tardias, apesar de um resultado cirúrgico imediato considerado bom. A proteção do miocárdio neonatal é de maior complexidade, devido à sua menor tolerância à injúria e pior resposta aos agentes inotrópicos, em comparação com o miocárdio das crianças maiores e dos adultos.

A proteção do miocárdio consiste no emprego de um conjunto de métodos e técnicas com o objetivo de evitar o comprometimento da função contrátil do coração durante os procedimentos de cirurgia cardíaca. A hipotermia seletiva e as diversas modalidades de cardioplegia constituem, isoladamente ou em associação os principais métodos destinados a proteger o miocárdio contra a injúria produzida pela isquemia [3]. Outras técnicas, como o clampeamento aórtico intermitente, por exemplo, procuram minimizar a injúria produzida durante os períodos de isquemia miocárdica.

O miocárdio dos neonatos tem características próprias, estruturais e funcionais, que o diferencia do miocárdio maduro. Na maioria das cardiopatias congênitas há cianose e, portanto, hipóxia miocárdica; além disso, o miocárdio nas cardiopatias congênitas sofre hipertrofia e dilatação, em um grande número de casos. O miocárdio hipertrófico e o miocárdio das cardiopatias cianóticas são mais difíceis de proteger que o miocárdio normal ou o miocárdio isquêmico [1,3].

CARACTERÍSTICAS DO MIOCÁRDIO INFANTIL

Como ocorre com diversos outros órgãos, o miocárdio dos neonatos não tem as características definitivas encontradas nos adultos. Ele difere substancialmente na sua estrutura, função, metabolismo, na resposta aos agentes inotrópicos e na tolerância à isquemia.

O sincício miocárdico dos neonatos é menos organizado que o do adulto, na distribuição e na direção das suas células; o número de células é menor, o tecido conjuntivo é menos abundante e a rede capilar tem maior permeabilidade para as grandes moléculas.

O miocárdio neonatal trabalha muito próximo da sua performance máxima. A reserva fisiológica é menor e um stress de pequena magnitude pode levar à falência miocárdica. A reserva sistólica e a reserva diastólica são significativamente menores. Isto explica, por exemplo, porque patologias pulmonares como pneumonias ou broncopneumonias, podem, facilmente, levar um neonato à insuficiência cardíaca [4].

A complacência ventricular do coração dos neonatos é muito reduzida, o que explica sua resposta pobre à manipulação do princípio de Starling, quando procuramos elevar a volemia (pré-carga) para aumentar o débito cardíaco.

O metabolismo do miocárdio neonatal produz ATP predominantemente pela via glicolítica, enquanto o miocárdio adulto utiliza a oxidação de ácidos graxos. Existe uma grande dependência de carbohidratos para a produção de energia; para esse suprimento, o miocárdio neonatal tem abundantes reservas de glicogênio. Provavelmente, em função da maior dependência glicolítica, o miocárdio neonatal tolera melhor a isquemia que o miocárdio adulto [4,5].

O miocárdio neonatal trabalha sob estimulação adrenérgica de maior intensidade e sua resposta às catecolaminas exógenas é menor que a do miocárdio adulto. Dopamina e dobutamina não tem, no neonato, efeitos tão expressivos sobre a contratilidade como nos adultos. Ainda assim, para obter efeitos semelhantes, a dose requerida pelos neonatos é, proporcionalmente mais elevada. A melhor resposta inotrópica em geral é observada com a isoprenalina ou isuprel. Isto, provavelmente, se deve mais ao aumento da frequência cardíaca do que a um aumento da contratilidade miocárdica [6,7].

A insuficiência cardíaca severa e a hipóxia de longa duração, frequentemente observados nas cardiopatias congênitas, tornam o miocárdio neonatal e do lactente mais sensíveis à injúria, provavelmente pela maior depleção de substrato para a produção de ATP e liberação de energia.

O miocárdio mantém as características da imaturidade desde o nascimento até próximo dos quatro a seis meses de vida. Ao final do primeiro semestre os sinais de amadurecimento se acentuam rapidamente até os 2 a 3 anos de idade, quando a maturação praticamente se completa e o miocárdio assume todas as características da fase madura, próprias do miocárdio adulto [3,5,6].

PRINCIPAIS FATORES DO PRÉ-OPERATÓRIO

As cardiopatias congênitas frequentemente produzem alterações fisiológicas bastante diferentes das que ocorrem nos adultos. Trabalhos experimentais demonstraram que o miocárdio imaturo normal tem maior tolerância à isquemia e à hipóxia do que o miocárdio maduro. Essas evidências, contudo, provêm de trabalhos experimentais, realizados com animais cujo miocárdio não foi submetido a stress. Na prática clínica, isto não se observa tão claramente. Na verdade, o miocárdio imaturo é bem mais suscetível à injúria, durante a cirurgia cardíaca, como resultado do efeito negativo das várias alterações da fisiologia produzidas pelas cardiopatias congênitas [2,5,7]. O miocárdio neonatal nas cardiopatias congênitas é submetido a stress de intensidade variável, capaz de reduzir as reservas de trifosfato de adenosina (ATP) em até 50% do normal [2,8].

A sobrecarga de volume produzida pelos shunts esquerda-direita, pela fisiologia do coração univentricular e pela insuficiência das válvulas átrio-ventriculares é um outro fator de importância. A compensação dessa sobrecarga é difícil porque o miocárdio neonatal normalmente funciona com elevados volumes diastólicos e, portanto, a sua reserva diastólica é bastante limitada [3,9]. A massa ventricular sofre hipertrofia e dilatação e as necessidades de oxigênio aumentam; em consequência, a estrutura e o metabolismo do miocárdio se alteram e afetam negativamente a resposta do miocárdio à injúria da cirurgia e da isquemia.

As lesões obstrutivas (estenose ou atresia aórtica e/ou pulmonar) produzem hipertrofia ventricular que, com muita rapidez, reduz a complacência diastólica e diminui os níveis dos fosfatos de alta energia (ATP e CP) além de alterar a distribuição do oxigênio devido à relativa hipoperfusão do subendocárdio [2,3,9].

A hipóxia é um fator de stress miocárdico muito comum nos neonatos; ocorre na maioria dos neonatos submetidos à cirurgia cardíaca. A hipóxia e a consequente acidose metabólica podem ocorrer em uma grande variedade de cardiopatias congênitas que produzem sintomas no período neonatal. Ambas, hipóxia e acidose, podem resultar em depleção do glicogênio, do ATP e de elementos intermediários do ciclo de Krebs. Esta combinação de eventos pode levar à disfunção miocárdica [5,10]. O miocárdio com baixos níveis de ATP é muito menos tolerante ao insulto da isquemia produzida durante o ato operatório. Além disso, a hipóxia reduz a resposta do miocárdio ao estímulo das catecolaminas.

INJÚRIA MIOCÁRDICA DA PERFUSÃO

A hipóxia, tanto aguda quanto crônica torna o miocárdio imaturo mais suscetível à injúria mediada pelo oxigênio, quando a oxigenação é restaurada. A ocorrência dessa injúria é de grande importância porque a hipóxia das cardiopatias afeta a todos os órgãos da economia e não apenas o miocárdio.

Uma brusca reversão da hipoxemia ocorre com o início da circulação extracorpórea, nos neonatos portadores de cardiopatias ciantóticas. O início da CEC com a técnica convencional, produz a elevação abrupta da tensão de oxigênio, para valores da ordem de 300 a 500 mmHg. Esta súbita reintrodução do oxigênio pode produzir injúria e disfunção miocárdica. Bolling e colaboradores [13] estudaram experimentalmente esse fenômeno. Os autores submeteram dois grupos de suinos neonatos a 60 minutos de hipóxia, produzindo uma tensão arterial de oxigênio de 25 a 35 mmHg e uma saturação arterial de oxigênio de 65 a 70%. Os dois grupos de animais foram bruscamente reoxigenados. Um grupo de animais foi reoxigenado por ventilação mecânica com FiO2 de 100% enquanto o outro grupo foi colocado em perfusão com a mesma FiO2, simulando a prática clínica convencional. A reoxigenação pelos dois métodos causou injúria mediada pelos radicais livres de oxigênio com redução do débito cardíaco e depressão da função ventricular esquerda. Joachimsson e colaboradores [14] comprovaram estes resultados na prática. A manutenção de normoxemia (Po2 80-100 mmHg) ao invés de hiperoxemia durante o início da CEC reduziu substancialmente a lesão oxidativa e a extensão da disfunção miocárdica. Recomenda-se que a perfusão nos neonatos cianóticos seja iniciada com a manutenção da PaO2 entre 100 e 150 mmHg. O efeito da redução da hiperóxia, no início da CEC é comparavel ao controle da reperfusão miocárdica após a produção de isquemia, com o objetivo de evitar a injúria da reperfusão. Esses achado são compatíveis com a observação prática de que uma parte da injúria do miocárdio nos neonatos e pequenos lactentes pode ser produzida pela perfusão, mesmo antes do clampeamento aórtico.

O início da perfusão nos neonatos, pode produzir grandes variações da volemia, pelo sequestro de sangue do paciente no reservatório do oxigenador. Isto, em geral, produz a parada cardiaca ou a fibrilação ventricular. A hipotensão brusca compromete a irrigação do subendocárdio. Grandes diferenças de temperatura entre o perfusato e o paciente, no início da perfusão ou do resfriamento, podem produzir alterações semelhantes. O miocárdio dos neonatos tem baixa complacência ventricular; a perfusão subendocárdica do coração em fibrilação é reduzida, enquanto o consumo de oxigênio é elevado.

Os leucócitos ativados participam da produção da injúria da reperfusão e da reoxigenação, já que ambas, isquemia e hipóxia, expõem o miocárdio a baixos níveis de oxigênio. A depleção de leucócitos é recomendada por diversos autores [1,15], com o objetivo de minimizar os efeitos deletérios dos neutrófilos na produção da injúria da reperfusão. Quando os neutrófilos foram reduzidos por um filtro depletor, os efeitos detrimentais da reoxigenação súbita foram amenizados, com acentuada redução na produção de radicais livres [1].

Rebeyka e colaboradores [16] descreveram a contratura miocárdica produzida pelo resfriamento rápido do miocárdio em neonatos, que causa brusca transferência de cálcio para o retículo do sarcoplasma; o miocárdio torna-se incapaz de relaxar em resposta à cardioplegia. Nesses casos a mortalidade e a incidência de baixo débito cardíaco são muito elevadas. A adoção da indução morna da cardioplegia, para evitar aquele fenômeno, reduziu substancialmente a mortalidade da cirurgia nos neonatos, na experiência dos autores.

A maioria dos neonatos tem baixa reserva de bases, produzida pela insuficiência cardiaca severa ou pela cianose persistente; são, na realidade, acidóticos crônicos. Por esta razão, devemos tamponar o perfusato cuidadosamente, antes do início da perfusão. A acidose é detrimental ao miocárdio neonatal e pode produzir injúria, antes do pinçamento da aorta.

CARDIOPLEGIA

A cardioplegia é o método de proteção do miocárdio universalmente usado em cirurgia cardíaca. A sua aplicação aos pacientes pediátricos, especialmente os neonatos, contribuiu substancialmente para reduzir a mortalidade transoperatória nesses pequenos pacientes. Apesar disso, a avaliação estatística de grandes séries de pacientes operados ilustra a necessidade de aperfeiçoamentos.

A experiência adquirida com o emprego da cardioplegia em pacientes adultos serviu de modelo básico para a aplicação do método na proteção do miocárdio infantil. Entretanto, logo tornou-se claro que as estratégias de proteção do miocárdio devem ser estudadas e ajustadas às particularidades dos neonatos, para que os bons resultados obtidos com os pacientes adultos e as crianças maiores possam ser reproduzidos na cirurgia dos neonatos.

Apesar da prevalência da hipóxia e outras alterações fisiológicas na população neonatal, poucos estudos experimentais utilizam corações submetidos a stress, para a avaliação das propriedades protetoras das soluções cardioplégicas. Isso, explica, pelo menos em parte, as diferenças observadas entre os resultados experimentais e os resultados obtidos na prática clínica [2,4,5]. A resposta do miocárdio submetido à hipóxia prolongada, hipertrofia e dilatação difere substancialmente da resposta do músculo cardíaco normal. O músculo cardíaco normal constitui, de um modo geral, o modelo experimental mais utilizado para a avaliação da proteção conferida pelas diferentes soluções cardioplégicas. Por essa razão vemos, com alguma freqüência, um método que se mostrou eficaz no laboratório de experimentação animal apresentar resultados apenas medianos, quando usado na sala de operações [2,4,12].

CARDIOPLEGIA CRISTALOIDE E CARDIOPLEGIA SANGUÍNEA

Embora o emprego da cardioplegia sanguínea seja predominante na cirurgia cardíaca de pacientes adultos, a cardioplegia cristalóide ainda é bastante usada na proteção do miocárdio em cirurgia pediátrica, com resultados aceitáveis. Diversos autores [2,7,17] encontraram resultados semelhantes em estudos comparativos da cardioplegia cristalóide com a cardioplegia sanguínea. Contudo, quanto comparamos o efeito protetor de ambas as cardioplegias no miocárdio sumetido ao stress da hipóxia, os resultados tornam-se claramente distintos. Em condições absolutamente idênticas, a cardioplegia sanguínea não apenas protegeu o miocárdio contra a adição de injúria mas, também facilitou o reparo da injúria causada pela hipóxia e pela reoxigenação do miocárdio, resultando em completa preservação das funções do miocárdio e do endotélio vascular. A cardioplegia cristalóide, ao contrário, foi inadequada para proteger o miocárdio sob condições de hipóxia, resultando em disfunção miocárdica e endotelial, na fase imediatamente após a circulação extracorpórea [1].

BENEFÍCIOS DA CARDIOPLEGIA SANGUÍNEA

A cardioplegia sanguínea apresenta numerosas vantagens sobre a cardioplegia cristalóide que, contribuem para explicar a diferença de resultados entre ambas, na proteção do miocárdio submetido à agressão hipóxica. Durante o emprego da cardioplegia sanguínea, o coração para enquanto é perfundido por sangue oxigenado e, desse modo, não há perdas das reservas de fosfatos de alta energia (ATP e CP) durante o intervalo em que há atividade eletromecânica até a assistolia. Quando há a indução com a cardioplegia morna, a solução contribui para a recuperação (ressuscitação) do miocárdio comprometido. Isto confere uma maior resistência e melhor capacidade de tolerar a injúria isquêmica subseqüente. Além disso, a cardioplegia sanguínea oferece oxigênio e nutrientes durante as infusões múltiplas capazes de estimular o metabolismo celular e recompor as reservas de fosfatos de alta energia.

Em virtude ma maior suscetibilidade do miocárdio hipóxico à injúria da reperfusão coronária, o emprego da cardioplegia morna para a reperfusão pode limitar essa injúria e acentuar a proteção global do miocárdio.

CÁLCIO

A concentração de cálcio é importante nos mecanismos de proteção do miocárdio. Níveis elevados de cálcio já foram implicados na produção de injúria celular durante períodos de isquemia e durante a reperfusão do miocárdio [18]. O miocárdio neonatal pode ser mais suscetível à injúria celular mediada pelo cálcio porque o retículo do sarcoplasma do miocárdio imaturo tem menor capacidade de seqüestrar cálcio, além das diferenças existentes nos mecanismos de transporte desse íon. Estudos experimentais e clínicos demonstram que as soluções cardioplégicas com conteúdo de cálcio normal ou reduzido protegem adequadamente o miocárdio neonatal, inclusive diante do stress da hipóxia. Além disso, aquelass soluções contribuem para preservar a função endotelial [1,14,18].

MAGNÉSIO

A adição de magnésio às soluções cardioplégicas, contribui para inibir a entrada do cálcio nas células miocárdicas e pode impedir as oscilações que a perfusão impõe nos teores do cálcio. A isquemia leva à perda de magnésio [1,18], contudo, o aspecto mais importante talvez seja a redução da incidência de arritmias pós-operatórias e a inibição da entrada do cálcio no interior do ambiente celular.

ADMINISTRAÇÃO DA CARDIOPLEGIA

A administração da cardioplegia deve ser considerada em 3 etapas distintas: a indução da cardioplegia, a manutenção e a reperfusão. As 3 fases são igualmente importantes, contudo, a reperfusÃo inadequada pode comprometer a proteção conferida por uma indução e uma manutenção satisfatórias.

A indução da cardioplegia morna deve durar 3 a 5 minutos e serve como uma forma de "ressuscitar" o miocárdio submetido ao stress pela lesão anatômica ou pela hipóxia e permite melhor tolerância ao período de isquemia produzido durante o clampeamento aórtico.

A reposição periódica da solução cardioplégica, a cada 10 ou 20 minutos é essencial à manutenção da proteção conferida pelo método. As doses intermitentes são necessárias mesmo quando a atividade eletromecânica se mantém interrompida. Essas doses mantém a parada eletromecânica do miocárdio, restauram os níveis de temperatura desejados, tamponam a acidose eventualmente desenvolvida, lava os catabolitos ácidos, repõem os fosfatos de alta energia e contrabalançam a tendência a formação de edema.

Independente do método escolhido para a proteção do miocárdio, sempre há algum grau de isquemia, freqüentemente ao final da operação, durante o clampeamento aórtico. Embora a isquemia isoladamente possa produzir a injúria ou a morte celular a maioria dos investigadores acredita que a maior parte da injúria miocárdica ocorre na fase da reperfusão do músculo cardíaco. A injúria de reperfusão pode contribuir para a redução da performance do miocárdio (baixo débito cardíaco) e levar à morte, dependendo da sua intensidade. Células que parecem absolutamente normais ao final do período da isquemia podem apresentar grandes alterações estruturais e funcionais, após o período da reperfusão miocárdica.

A reperfusão com solução enriquecida com aminoácidos produz recuperação mais completa do que a reperfusão realizada em outras condições [1,2,18].

CONCLUSÕES

É necessário o conhecimento das características do miocárdio neonatal para o adequado planejamento da técnica de proteção a ser utilizada durante os períodos em que o clampeamento aórtico ou a parada cardíaca sejam necessários, para a correção das lesões intra-cardíacas. Uma variedade de condições das cardiopatias e da perfusão submetem o miocárdio ao stress que pode depletar as reservas de fosfatos energéticos antes do período em que a proteção do miocárdio é aplicada.

As 3 fases da proteção do miocárdio, indução, manutenção e reperfusão constituem etapas de extrema importância. A reperfusão, entretanto, deve ser realizada com grande cautela uma vez que já se demonstrou que a maior parte da injúria miocárdica ocorre durante a sua realização.

REFERÊNCIAS