Revista Latinoamericana de Tecnología Extracorpórea

Althoug endotoxin has been implicated as an important contributor to the systemic inflammatory response (SIR) during cardiopulmonary bypass (CPB), its source remains unclear. While gut translocation has traditionally been perceived as the primary source of endotoxemia, accumulation of endotoxin in pooled pericardial blood may represent an additional source of endotoxin that is continually reinfused into the CPB circuit.

Eighteen patients undergoing primary coronary revascularization procedures were prospectively evaluated. Shed blood pooled in the pericardial space was returned to the CPB circuit through cardiotomy suction catheters at 45 min after placement of the aortic crossclamp. Simultaneous samples of pooled pericardial and peripheral arterial blood were obtained and analysed by a limulus amebocyte lysate assay for the determination of endotoxin concentration, and an enzyme-linked immonosorbert assay for tumor necrosis factor (TNF-alpha) levels.

Significant elevations in endotoxin were demonstrated in pooled pericardial blood samples compared with arterial blood (3.5 ± 0.5 vs 0.8 ± 0.2 pg/ml; p < 0.05). TNF-alpha levels were below the limits of detection in both samples.

These data implicate pooled pericardial blood as an important primary source of endotoxin that when continually reinfused throughout CPB, may contribute to the overall SIR. Because endotoxemia has been identified as an important predictor of adverse outcomes following cardiac surgery, removal of endotoxin antigen in shed pericardial blood, prior to its reinfusion into the CPB circuit, may provide a directed menas to improve perioperative outcome without compromising established blood conservation techniques.

Embora a endotoxina seja considerada um importante fator contributivo da resposta inflamatória sistêmica durante a circulação extracorpórea a sua fonte permanece pouco clara. Enquanto a passagem do instestino é tradicionalmente considerada como a fonte primária de endotoxemia, a acumulação de endotoxina no sangue retido no pericárdio pode representar uma fonte adicional de endotoxina, continuamente reinfundida no circuito da perfusão.

Dezoito pacientes submetidos a procedimentos de revascularização coronária primária, foram avaliados prospectivamente. O sangue acumulado no espaço pericárdico foi devolvido ao circuito da perfusão através a cânula de aspiração, 45 minutos após a colocação do clamp aórtico. Amostras simultâneas do sangue acumulado no pericárdio e do sangue arterial periférico foram obtidas e analisadas por um teste com lisado de amebas para a determinação da concentração de endotoxina e um teste de imunoabsorção enzimática para medir os níveis do fator de necrose tumoral alfa.

Elevações significativas na endotoxina foram demonstradas nas amostras do sangue coletado no pericárdio, em comparação com as amostras do sangue arterial ( 3,5 ± 0,5 vs 0.8 ± 0.2 pg/ml; p< 0.05 ). Os níveis de fator de necrose tumoral estavam abaixo dos limites de detecção em ambas as amostras.

Estes dados implicam o sangue acumulado no pericárdio como uma importante fonte primária de endotoxina que, quando continuamente reinfundida durante a perfusão, pode contribuir para a resposta inflamatória sistêmica.

Como a endotoxemia foi identificada como um importante fator preditivo de resultados adversos após a cirurgia cardíaca, a remoção do antígeno endotoxina do sangue retido no pericádio, antes de sua reinfusão no circuito da circulação extracorpórea, pode constituir-se em um meio dirigido a melhorar o resultado peri-operatório, sem comprometer as técnicas estabelecidas de conservação do sangue.

A circulação extracorpórea se associa com uma resposta inflamatória bem caracteriada, que desempenha um papel significativo na morbidade e na mortalidade dos pacientes submetidos à cirurgia cardíaca [1,2]. Apesar do progresso considerável em anos recentesn no uso da CEC, os mecanismos que contribuem para o desenvolvimento desta resposta inflamatória permanecem não completamente entendidos [3,4].

Os lipopolissacarídeos bacterianos ou endotoxinas foram considerados como um importante fator contributivo para a ativação da coagulação e da inflamação, no desenvolvimento da síndrome da resposta inflamatória sistêmica da CEC [5,6]. Além disso, dados recentes identificaram a endotoxina como um importante fator preditivo de resultado adverso após a cirugia cardíaca [7,8].

Enquanto a endotoxemia sistêmica em pacientes submetidos à CEC está bem documentada [7-9], a fonte dessa contaminação permanece desconhecida. O objetivo do presente estudo é avaliar sistematicamente se a reinfusão do sangue coletado no pericárdio é uma fonte importante de endotoxina durante a CEC, capaz de contribui para a resposta inflamatória sistêmica global.

Dezoito pacientes submetidos a procedimentos de revascularização primária, no Columbia Presbysterian Medical Center, pelo mesmo cirurgião, entre janeiro e Junho de 1998, foram avaliados prospectivamente. Todos os pacientes consentiram em sua participação no estudo.

Técnicas e Circuito da CEC Na manhã da operação todos os pacientes receberam Lorazepan. A anestesia foi realizada com 0,2 /Kg de Citrato de Fentanyl para a indução e a manutenção foi feita pela administração de 0,3 microgramas/Kg/min e 0,1 mg/Kg de Brometo de Pancuronium. A CEC foi realizada com hipotermia moderada (28-32⁰C ), fluxo não púlsatil e cardioplegia sanguinea 4:1 . O circuito da CEC consistiu de uma bomba centrífuga (Biomedicus, Minneapolis, MN, USA) e um oxigenador de membranas ( Sarns, Ann Arbor,MI, USA ), com um filtro arterial (Pall, Roslyn, NY, USA ) e tubos de cloreto de polivinil ( Baxter Irving, CA, USA ), com um prime de um litro de Plasmalyte A, um litro de Hetastarch à 6% , 12.5 gramas de Manitol, 50 ml de Bicarbonato de Sódio a 8,4% e 4.000 UI de Heparina. Uma técnica da canulação standart foi usada com uma cânula venosa de dois estágios e uma cânula arterial na aorta ascendente.

O cirurgião permite que o sangue seja coletado no espaço pericárdio por 45 minutos após a inserção do clamp aórtico. Neste ponto o cirurgião devolve o sangue do pericárdio através de um aspirador de cardiotomia previamente selecionado. Amostras simultâneas de sangue são então obtidas da linha arterial e do catéter de aspiração, antes da sua reinfusão no circuito da CEC. Uma terceira amostra também foi obtida da linha arterial periférica, 5 minutos após a reinfusão do sangue coletado.

As amostras de sangue foram coletadas em tubos estéreis e sem pirogênio, contendo 0,039% de citrato de sódio como anticoagulante e foram processadas para a determinação da concentração de endotoxina. Após a coleta, as amostras foram imediatamente colocadas em gelo. As amostras foram centrifugadas dentro de 3 horas da coleta, em baixa velocidade ( 100g) para obter um plasma rico em plaquetas. Estas amostras foram estocadas em tubos sem pirogênio (Sigma) a - 80 C por até 3 meses.

Um teste com lisado de amebócitos cromogênico foi usado para determinar a concentração de endotoxina. Usando técnica asséptica meticulosa, com tubos e reagentes apirogênicos, as amostras estocadas foram diluídas em água e inativadas pelo calor a 70⁰C por 10 minutos e as curvas de absorção versus concentração foram construídas. Os resultados são expressos em unidades de endotoxinas (EU ) por ml. em que 1.000 EU/ ml correspondem à aproximadamente 100 ng/ml.

Uma análise repetitiva da variância (ANOVA) foi realizada para inspecionar as diferenças entre os vários pontos de amostragem. Diferenças significativas entre pontos específicos foram determinadas usando o teste t de Student. Os dados são apresentados como o valor médio. Um valor de p menor que 0,05 foi considerado significativo.

A idade média dos pacientes foi de 56 ± 12 anos (faixa 36-82 anos) . Havia 12 homens e 6 mulheres. Estes pacientes foram submetidos à CEC por 65 ± 22 minutos (faixa de 47-88 minutos), com um tempo médio de clampeamento aórtico de 52 ± 10 minutos (faixa de 46-66 minutos).

As concentrações de endotoxina nas amostras do sangue coletado no pericárdio foram significativamente maiores que as concentrações no sangue periférico ( p> 0,05) (figura 1).

Note que o nivel de endotoxina de < 1 pg/ml, como demonstrado no sangue periférico, é inferior ao limite normal de detecção de quantidades clinicamentes significativas de endotoxinas, enquanto as concentrações de endotoxinas maiores que 2, conforme medido no sangue pericárdio, estão bem acima da faixa capaz de determinar efeitos clínicos importantes na ativação celular [5].

As amostras de sangue periférico foram coletadas antes e depois da reinfusão do sangue acumulado no pericárdio, para avaliar o impacto da reinfusão deste sangue potencialmente contaminado na circulação sistêmica. A comparação destas amostras mostrou que havia níveis significativamente maiores de endotoxinas no sangue periférico, após a reinfusão do sangue coletado no pericárdio ( p>0,05), sugerindo que esta fonte externa poderia na verdade, contribuir para um efeito sistêmico (figura 2).

Foi sugerido que a CEC se associa a um grande aumento da permeabilidade intestinal, capaz de permitir a translocação bacteriana, mas, estratégias para reduzir este efeito como a descontaminação intestinal seletiva não se demonstraram eficazes [9,10].

A contaminação do próprio circuito da CEC incluindo o sangue , tubos e linhas, oxigenador de membranas e, possivelmente, a solução do prime, tem sido considerada como uma fonte potencial de endotoxina [6,9,11]. Nenhum estudo até hoje, contudo, demonstrou que estas fontes contribuem significativamente, quando uma técnica estéril apropriada é usada para montar e manter o equipamento da perfusão.

Do mesmo modo, a injuria de isquemia-reperfusão pela liberação do clampeamento aórtico foi implicada como um possível fator contributivo da endotoxemia sistêmica[4]. Este efeito não foi quantificado, nem foram criadas estratégias para modificá-lo.

Finalmente, a reinfusão do sangue coletado na cavidade pericárdica tem sido sugerida como uma possível fonte de endotoxina; contudo, isto não foi rigorosamente investigado[12]. O objetivo deste estudo, desse modo, foi avaliar sistematicamente se a reinfusão do sangue retido no pericárdio é uma fonte importante de endotoxina durante a CEC, capaz de, em ultima análise, contribuir para a resposta inflamatória sistêmica global.

Os achados apresentados sugerem que o sangue retido no pericárdio é, em verdade, uma fonte importante de endotoxina que, quando continuamente reinfundida no circuito da perfusão pode contribuir para a resposta inflamatória sistêmica da CEC.

Em resumo, muitos fatores durante a CEC, incluindo o contato do sangue com superfícies não fisiológicas, o trauma cirúrgico, a injuria da isquemia-reperfusão e a liberação de endotoxina, tem sido demonstrados como contributivos da complexa resposta inflamatória. Esta resposta resulta na ativação do complemento, liberação de citoquinas pró-inflamatórias e ativação dos leucocitos e do endotélio, com a produção subseqüente de varias substâncias deletérias, incluindo os radicais livres de oxigênio, oxido nítrico, fator de ativação plaquetária e metabolitos do ácido aracdônico (figura 3).

Além disto, a cascata inflamatória contribui claramente para o desenvolvimento de complicações pós operatórias, incluindo a insuficiencia respiratória, disfunção renal, alterações hemorrágicas, disfunção neurológica e alterações da função hepática [2,4], que se manifestam como injúria dos tecidos e, subsequentemente, como disfunção múltipla de órgãos.

A endotoxemia foi identificada como um importante fator preditivo de resultados adversos pós cirurgia cardíaca [7]. Os achados aqui apresentados sugerem que a endotoxina do sangue retido no pericárdio é uma fonte primária importante de endotoxemia sistêmica. É interesante considerar que a remoção dos antígenos endotoxina acumulados no sangue do pericárdio, antes da sua reinfusão no circuito da CEC, pode constituir uma estratégia dirigida a atenuar a resposta inflamatoria sistêmica, desse modo, influenciando o resultado peri-operatório, sem comprometer as técnicas estabelecidas de conservação do sangue.

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ENDOTOXINA NO SANGUE RETIDO NO PERICÁRDIO CONTRIBUIPARA A RESPOSTA INFLAMATÓRIA SISTÊMICA DURANTE A CIRURGIA CARDÍACA.