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ARTIGO ORIGINAL

Influência da lidocaína na proteção miocárdica com solução cardioplégica sangüínea

Ricardo Ribeiro Dias0; Moise Dalva0; Benedito dos SANTOS0; Karina Lacava KWASNICKA0; Ana Paula SARRAFF0; Altamiro Ribeiro Dias0; Luis Felipe Pinho MOREIRA0; Noedir Antônio Groppo Stolf0; Sérgio Almeida OLIVEIRA.0

DOI: 10.1590/S0102-76382002000300005

INTRODUÇÃO

A lidocaína é fármaco anti-arrítmico classe I-B com capacidade de atuação direta na condutância transmembrana de cátions, principalmente do sódio, do potássio e do cálcio. Sua meia vida é de 100min1.

A lidocaína apresenta capacidade de atuação direta no potencial de ação (PA) das fibras do sistema Hiss-Purkinje e dos miócitos, ou seja, atua diretamente sobre a atividade elétrica e mecânica do coração; através do bloqueio dos canais de sódio, bloqueando a fase zero do PA (ou fase da despolarização rápida) e através da lentificação da repolarização da membrana celular reduzindo a ascensão da despolarização normal da fase 4. Promove ainda a inibição do transporte de cálcio pela membrana mitocondrial, assim como sua liberação pelo retículo sarcoplasmático (etapa inicial do evento intracelular da contração muscular pelo processo actina-miosina)1,2.

Com o objetivo de se evitar a disfunção ventricular pós-operatória, diversas soluções cardioplégicas foram propostas3,4, visando a proteção celular5 do miocárdio durante o período de isquemia intra-operatório.

Toda célula, quando submetida a um determinado estímulo, apresenta mecanismos específicos de adaptação, diretamente relacionados à natureza e intensidade do estímulo6. Conforme o período de isquemia, varia o grau e a reversibilidade da lesão celular imposta. Uma vez restabelecida a perfusão miocárdica, algumas vezes, apesar da manutenção da viabilidade celular do miócito, a recuperação da função contrátil e metabólica pode não ser imediata e nem completa7-10.

Afim de se evitar os fenômenos deletérios da agressão isquêmica durante a cirurgia cardiovascular, elaborou-se ensaio experimental com lidocaína, com o objetivo de avaliar a sua influência em solução cardioplégica sangüínea hipercalêmica normotérmica.

MÉTODO

Foram estudados 26 cães, com pesos que variaram entre 20 e 25kg, sem raças específicas, operados no período de fevereiro a novembro de 2000. Os animais foram obtidos no Biotério do Centro de Controle de Animais da Prefeitura do Município de São Paulo e manipulados em laboratório respeitando as diretrizes da National Institute of Health (USA) descritas no "Guide for the Care and Use of Laboratory Animals".

Esses animais foram divididos em 2 grupos de 10 e um terceiro grupo de 6, conforme a solução cardioplégica de indução que receberam.

O grupo I recebeu a solução de indução A, o grupo II, a solução B e o grupo III, a solução C.

A solução A foi composta por 180ml de sangue normotérmico, 7,5mEq de cloreto de potássio (concentração de 41,6mEq/l) e lidocaína na dose de 5mg/kg do peso corpóreo do animal.

A solução B foi composta por 180ml de sangue normotérmico e 7,5mEq de cloreto de potássio (concentração de 41,6mEq/l).

A solução C constava de 180ml de sangue normotérmico.

A solução de manutenção foi semelhante para os 3 grupos e composta por 120ml de sangue normotérmico.

A distribuição das soluções cardioplégicas nos animais foi feita de forma aleatória.

Procedimento Cirúrgico

Os animais foram submetidos à anestesia geral com 30 a 35mg/kg de pentobarbital e 4mg de pancurônio.

Os cães foram submetidos à esternotomia mediana longitudinal, à CEC em normotermia, a duas horas de isquemia miocárdica, à infusão das soluções cardioplégicas A, B ou C, por 90seg e às reinfusões seriadas de sangue normotérmico a cada 20min, por 60seg. Após esse período de duas horas de isquemia, os animais foram observados durante as três horas de reperfusão que se seguiram, após as quais, foram sacrificados.

Avaliação Intra-Operatória

Realizada a partir da dosagem laboratorial da troponina I, da creatina quinase (CK) e do lactato, colhidos do seio coronário; da avaliação da função ventricular esquerda realizada através da ecocardiografia epicárdica e da aferição das medidas hemodinâmicas obtidas por cateter de Swan Ganz e do estudo quantitativo das mitocôndrias (morfometria) à microscopia eletrônica, em amostras colhidas do ápice do ventrículo esquerdo (figura 1).



As amostras foram colhidas nos tempos 1, 2, 3 e 4, sendo estes períodos respectivamente imediatamente anterior a isquemia miocárdica; após duas horas de isquemia; após uma hora e após três horas de reperfusão.

Análise Estatística

A existência de diferença entre os valores encontrados foi analisada através dos testes exato de Fisher para mortalidade operatória e análise de variância de duplo fator complementada com o teste de Bonferroni para as avaliações enzimáticas, metabólica, da função do ventrículo esquerdo e da morfometria das mitocôndrias.

RESULTADOS

Os animais do grupo I não apresentaram mortalidade, porém a diferença de resultados com o grupo II não atingiu significância estatística. No grupo III nenhum animal sobreviveu ao experimento (Tabela 1).



A avaliação da variação enzimática através da dosagem seriada da troponina I demonstrou que não houve diferença significativa entre os grupos I e II até o tempo 3 (Tabela 2).



Porém em relação a CK houve uma tendência a diferença entre os grupos I e II, com menor liberação enzimática para o grupo I, sendo esta, significativa no tempo 3 (Tabela 3).



A avaliação metabólica através da dosagem seriada do lactato (Tabela 4), a avaliação da função do ventrículo esquerdo, através das medidas do débito cardíaco com cateter de Swan Ganz (Tabela 5) e da quantificação da fração de ejeção pela ecocardiografia epicárdica (Tabela 6) não demonstrou diferença de comportamento entre os grupos I e II.







A avaliação morfométrica, obtida a partir do cálculo da fração de área das mitocôndrias dos fragmentos de miocárdio em análise, demonstrou que houve diferença significativa entre os grupos I e II, com menor aumento da fração de área das mitocôndrias no grupo I (Tabela 7).



Para todos os parâmetros analisados, nos três grupos, houve significativa alteração no decorrer do tempo.

Os resultados obtidos com o grupo III não foram estatisticamente analisados, servindo apenas como padrão de referência para comparação de dados com os grupos I e II, uma vez que todos os animais desse grupo morreram. Os resultados obtidos pelos grupos I e II, no tempo 4, não puderam ser submetidos à análise estatística comparativa, uma vez que 40% dos animais do grupo II morreram após a retirada da assistência mecânica da CEC (elevada perda de dados).

COMENTÁRIOS

A adequada proteção miocárdica com solução cardioplégica, segundo BUCKBERG11,12, só será conseguida, se esta promover a imediata parada cardíaca (em normotermia o coração com e sem atividade eletromecânica consome respectivamente de 6-9ml02.100mg-1.min-1 e 1ml02.100mg-1.min-1 ); com o resfriamento do miocárdio há redução do metabolismo cardíaco (à 20ºC e à 10ºC há consumo respectivo de 0,3ml02.100mg-1.min-1 e 0,135ml02.100mg-1.min-1 ) se for fornecido algum substrato energético ao miocárdio, para que possa haver continuada produção de energia, seja por via aeróbica ou anaeróbica; se a infusão de substâncias for capaz de manter o pH adequado para a otimização do metabolismo celular; e se for administrado algum estabilizador de membrana capaz de evitar o acúmulo intracelular de cálcio e sódio.

A lidocaína foi utilizada somente na solução de indução, pois uma vez que sua meia vida é de 100min1, durante o período de 120min a que os cães foram mantidos em isquemia, não seria necessária sua reinfusão.

A manutenção do animal em normotermia, assim como a infusão da solução cardioplégica normotérmica e a não infusão de qualquer outra substância durante as reinfusões com sangue, teve o objetivo de excluir a ação de outros mecanismos mioprotetores, além dos conferidos pela lidocaína. Dessa forma qualquer benefício adicional de proteção miocárdica pode ser atribuído à lidocaína, como já foi sugerido em trabalhos anteriores 2,13-25 menor alteração da ultra-estrutura, menor consumo dos fosfatos de alta energia, menor incidência de arritmia ventricular de reperfusão, menor prejuízo da função hemodinâmica, menor alteração enzimática e até redução da área infartada.

No presente estudo, o período de anóxia dos animais submetidos à CEC foi deliberadamente extenso afim de que o sofrimento celular frente a agressão isquêmica imposta fosse inevitável, a menos que a influência da lidocaína fosse decisiva na preservação desse miocárdio agredido.

A mortalidade ocorrida nos grupos sem lidocaína demonstra a sua importância, apesar da ausência de diferença com significância estatística, entre os grupos I e II.

A variação enzimática apresentada para a troponina I e CK sugere menor dano celular nos miócitos dos animais do grupo I (a não utilização da CKMb, se deve ao fato do anticorpo anti-Mb ser espécie dependente e a sua utilização poderia implicar erros de interpretação).

As alterações da troponina I ocorridas no tempo 4, foram significativas, porém pela metodologia empregada, esse resultado não pode ser afirmado pela perda de 40% dos dados do grupo II. Em relação a CK, o grupo I apresentou menor elevação, com diferença significativa no tempo 3.

A avaliação metabólica, a partir da dosagem seriada de lactato, demonstrou que, independentemente da solução cardioplégica recebida, a isquemia prolongada imposta ao miocárdio desses animais, resultou em elevada produção de lactato. Porém, sua produção aumentada, não implica necessariamente em prejuízo do desempenho hemodinâmico26, mas a intensidade da anaerobiose celular instalada, pode estar relacionada ao dano celular imposto pela isquemia, com prejuízo da viabilidade celular8,27 e conseqüente comprometimento da performance ventricular.

A lidocaína não foi capaz de diminuir a disfunção ventricular aguda determinada pela agressão isquêmica, apesar da ausência de mortalidade dos animais do grupo I. Resultados discordantes foram obtidos NASSER et al.19, LEE et al.20, LESNEFSKY et al.21 e SUNAMORI et al.24 que demonstram redução do dano isquêmico com melhora do desempenho ventricular com a infusão da lidocaína.

A avaliação da integridade celular obtida através da análise mitocondrial quantitativa visa a aferição da função metabólica e funcional do miócito. Foi através da morfometria que definitivamente a avaliação morfológica tornou-se objetiva e reprodutiva. GUNDERSEN et al.28 foram os responsáveis pela quantificação das formas e/ou estruturas, correlacionado-as a modelos matemáticos e não interpretativos, ou seja, correlacionaram parâmetros tridimensionais às medidas bidimensionais, possibilitando tratamento estatístico às observações morfológicas, desde que respeitados os critérios de seleção aleatória do material a ser analisado, e por isso, utilizado neste estudo.

A variação ascendente das frações de áreas das mitocôndrias, seja em relação à população total de mitocôndrias, seja em relação a uma mitocôndria, correspondeu ao momento da máxima agressão isquêmica a que os miócitos foram submetidos. Neste período, o grupo de cães que recebeu a lidocaína, apresentou a menor taxa de edema celular. A resposta celular foi imediata ao estímulo isquêmico e durante o período de reperfusão, além de não se prolongar, apresentou retorno a valores semelhantes aos iniciais. Se o maior edema celular está relacionado a pior proteção miocárdica14,15,18, o grupo que recebeu a lidocaína apresentou menor dano celular.

As mitocôndrias apresentam larguras que oscilam entre 0,5 e 1mm e comprimentos de até 10mm29. Suas áreas médias encontradas no início da CEC foram de três vezes o tamanho habitual (somente pela hemodiluição). Com o estímulo isquêmico, esse tamanho aumentou de forma variada, tendo sido maior, com significância estatística, no grupo em que o comprometimento celular foi maior, ou seja, no grupo II. O retorno das áreas a valores semelhantes aos iniciais, sugere que, pelo menos em relação às mitocôndrias, a lesão celular não foi irreversível.

CONCLUSÕES

A lidocaína, em associação a solução cardioplégica sangüínea hipercalêmica normotérmica, conferiu efeito protetor adicional ao miocárdio isquêmico durante a circulação extracorpórea.

Todos os animais dos grupos I e II, apresentaram alterações significativas, sugestivas de danos celulares, com repercussão funcional, para todos os parâmetros avaliados no decorrer do tempo.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

1. Bigger JR & Hoffman BF - Drogas anti-arrítmicas. In: Goodman&Gilman A, Rall TW, Nies AS, Taylor P, eds. As bases farmacológicas da terapêutica. 8. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1991: 553-74.

2. Bengtsson L, Gunnes S, Norman B, Karlsson J - The effect of lidocaine on myocardial ischemia with asanguinous reperfusion: an in vitro study. Scand J Thorac Cardiovasc Surg 1991; 25: 141-6.
[ Medline ]

3. Demmy TL, Haggerty SP, Boley TM, Curtis JJ - Lack of cardioplegia uniformity in clinical myocardial preservation. Ann Thorac Surg 1994; 57: 649-51.

4. McGoon DC - The ongoing quest for ideal myocardial protection. A catalog of the recent English literature. J Thorac Cardiovasc Surg 1985; 89: 639-53.
[ Medline ]

5. Cordell AR - Milestones in the development of cardioplegia. Ann Thorac Surg 1995; 60: 793-6.
[ Medline ]

6. Robbins SL, Cotran RS, Kumar V - Lesão e adaptação celulares In: Robbins SL, Cotran RS, Kumar V, eds. Patologia estrutural e funcional. 3.ed. Rio de Janeiro: Interamericana, 1983: 1-37.

7. Jennings RB & Reimer KA - Factors involved in salvaging ischemic myocardium: effect of reperfusion of arterial blood. Circulation 1993; 68(2 Pt 2): I25-36.

8. Ferrari R - Metabolic disturbances during myocardial ischemia and reperfusion. Am J Cardiol 1995; 76: 17B-24B.
[ Medline ]

9. Waxman K - Shock: ischemia, reperfusion, and inflammation. New Horiz 1996; 4: 153-60.
[ Medline ]

10. Hammond B & Hess ML - The oxygen free radical system: potential mediator of myocardial injury. J Am Coll Cardiol 1985; 6: 215-20.
[ Medline ]

11. Buckberg GD - Strategies and logic of cardioplegic delivery to prevent, avoid, and reverse ischemic and reperfusion damage. J Thorac Cardiovasc Surg 1987; 93: 127-39.
[ Medline ]

12. Buckberg GD - A proposed "solution" to the cardioplegic controversy. J Thorac Cardiovasc Surg 1979; 77: 803-15.
[ Medline ]

13. Calafiore AM, Teodori G, Mezzetti A et al. - Intermittent antegrade warm blood cardioplegia. Ann Thorac Surg 1995; 59:398-402.
[ Medline ]

14. Sunamori M, Amano J, Okamura T, Suzuki A - Superior action of magnesium-lidocaine-l-aspartate cardioplegia to glucose-insulin-potassium cardioplegia in experimental myocardial protection. Jpn J Surg 1982; 12: 372-80.
[ Medline ]

15. Kyo S, Laraia PJ, Magrassi P et al. - Myocardial protection by lidocaine during cardioplegia. J Surg Res 1983; 34: 533-42.
[ Medline ]

16. Fiore AC, Naunheim KS, Taub J et al. - Myocardial preservation using lidocaine blood cardioplegia. Ann Thorac Surg 1990; 50: 771-5.
[ Medline ]

17. Baraka A, Hirt N, Dabbous A et al. - Lidocaine cardioplegia for prevention of reperfusion ventricular fibrillation. Ann Thorac Surg 1993; 55: 1529-33.
[ Medline ]

18. Okamura T, Sunamori M, Suzuki A - Protective effect of lidocaine in reperfused ischemic myocardium: evaluation by hemodynamic and biochemical study. Jpn Circ J 1982; 46: 657-62.
[ Medline ]

19. Nasser FN, Walls JT, Edwards WD, Harrison Jr. CE - Lidocaine-induced reduction in size of experimental myocardial infarction. Am J Cardiol 1980; 46: 967-75.
[ Medline ]

20. Lee R, Nitta T, Schmid RA, Schuessler RB, Harris KM, Gay Jr. WA - Retrograde infusion of lidocaine or L-arginine before reperfusion reduces myocardial infarct size. Ann Thorac Surg 1998; 65: 1353-9.
[ Medline ]

21. Lesnefsky EJ, VanBenthuysen KM, McMurtry IF, Shikes RH, Johnston Jr. RB, Horwitz LD - Lidocaine reduces canine infarct size and decreases release of a lipid peroxidation product. J Cardiovasc Pharmacol 1989; 13: 895-901.
[ Medline ]

22. Hearse DJ, O'Brien K, Braimbridge MV - Protection of the myocardium during ischemic arrest: dose-response curves for procaine and lignocaine in cardioplegic solutions. J Thorac Cardiovasc Surg 1981; 81: 873-9.
[ Medline ]

23. Sunamori M & Harrison Jr. CE - Myocardial respiration and edema following hypothermic cardioplegia and anoxic arrest. J Thorac Cardiovasc Surg 1979; 78: 208-16.
[ Medline ]

24. Sunamori M, Okamura T, Amano J, Suma H, Suzuki A - Myocardial protection by lidocaine hydrochloride in aorto-coronary bypass surgery. Jpn J Surg 1982; 12: 93-7.
[ Medline ]

25. Rinne T & Kaukinen S - Does lidocaine protect the heart during coronary revascularisation? Acta Anaesthesiol Scand 1998; 42: 936-40.
[ Medline ]

26. Carrier M, Tourigny A, Thoribé N et al. - Effects of cold and warm blood cardioplegia assessed by myocardial pH and release of metabolic markers. Ann Thorac Surg 1994; 58: 764-7.
[ Medline ]

27. Jennings RB & Reimer KA - Lethal myocardial ischemic injury. Am J Pathol 1981; 102: 241-55.
[ Medline ]

28. Gundersen HJ, Bendtsen TF, Korbo L et al. - Some new, simple and efficient stereological methods and their use in pathological research and diagnosis. APMIS 1988; 96: 379-94.
[ Medline ]

29. Junqueira LC & Carneiro J - A célula. In: Junqueira LC, Carneiro J, eds. Histologia Básica. 4. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1985: 31-55.

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