Study of right ventricles adaptation process following pulmonary artery banding in adult animals

Pacientes portadores de transposição das grandes artérias submetidos previamente. Correção cirúrgica no plano atrial ou transposição corrigida das grandes artérias freqüentemente evoluem com disfunção do ventrículo direito morfológico. Para estes casos, tem sido proposta a correção anatômica, chamada cirurgia de Double Switch ou dupla inversão, invariavelmente realizada na adolescência ou na idade adulta. Com isso, grande parte destes pacientes necessita preparar o ventrículo esquerdo, através da bandagem do tronco pulmonar. Várias são as dificuldades no preparo do miocárdio adulto e resultados desapontadores são relatados nestes indivíduos. O objetivo deste trabalho foi promover e analisar o processo de adaptação do ventrículo direito em modelo animal adulto, comparando o método de bandagem fixa, utilizado tradicionalmente na prática clínica, com um novo método de bandagem intermitente, por um período de quatro semanas. Foram utilizadas 18 cabras adultas, divididas Em três grupos: Chama (n = 6, peso = 26,42. 2,63 Kg, bandagem frouxa, sem sobrecarga sistólica), Fixo (n = 6, peso = 26,33 . 2,32 kg, bandagem convencional com sobrecarga sistólica contínua do ventrículo direito), Intermitente (n = 6, peso = 25,17. 2,48 kg, bandagem com dispositivo ajustável e 12 horas diárias de sobrecarga sistólica do ventrículo direito). No grupo fixo, os animais foram submetidos bandagem do tronco pulmonar com fita umbilical, tentando alcançar uma relação pressórica entre ventrículo direito e aorta de 0,7 no momento da cirurgia. Nos animais do grupo Intermitente, a sobrecarga sistólica foi promovida por um dispositivo ajustável calibrado percutaneamente. A mesma relação pressórica foi almejada diariamente através da insuflação do dispositivo por 12 horas, alternada com 12 horas de desinsuflação do dispositivo. Aferições hemodinâmicas foram feitas três vezes por semana no grupo Intermitente e duas vezes por semana nos grupos Fixo e Sham. Exames ecocardiográficos foram realizados semanalmente em todos os animais. Após quatro semanas, os animais foram submetidos à eutanásia para avaliação das massas musculares, do conteúdo de água do miocárdio e estudo histológico. A área de sobrecarga pressórica, medida através do gradiente entre o ventrículo direito e o tronco pulmonar ao longo do estudo, foi maior no grupo Fixo (p<0,001). O estudo ecocardiográfico demonstrou aumento de até 37,2% na espessura da parede livre do ventrículo direito ao longo do protocolo no grupo Intermitente, o que foi significativamente maior que a variação na espessura dos grupos Sham e Fixo (p<0,05). Em relação ao peso do ventrículo direito normalizado para o peso do animal, os grupos Intermitente (1,24 g/Kg ± 0,16 g/Kg) e Fixo (1,08 g/Kg ± 0,17 g/Kg) apresentaram aumento da massa de 55,7% e 36,7% (p<0,05), respectivamente, em comparação ao grupo Sham (0,79 g/Kg ± 0,15 g/Kg). O conteúdo de água não variou entre os grupos estudados. As medidas dos diâmetros dos cardiomiócitos do ventrículo direito do grupo Intermitente apresentaram um incremento de 19,2% (p=0,036), em relação às medidas do grupo Sham. Paralelamente, houve aumento de 22,8% no diâmetro dos núcleos dos cardiomiócitos no ventrículo direito do grupo Intermitente, em comparação com o grupo Sham (p=0,049). Os animais do grupo Fixo exibiram um incremento de 98,0% na porcentagem de área de colágeno no VD, quando comparado ao grupo Sham (p<0,01), e de 69,2% em relação ao grupo Intermitente (p<0,05). A análise de proliferação celular não evidenciou diferença entre os grupos. Este estudo ratifica a necessidade de se buscar uma melhor forma de preparo dos miocárdios maduros, uma vez que o método tradicional de bandagem do tronco pulmonar promoveu maior área de sobrecarga pressórica, sem, no entanto, gerar hipertrofia significativa, além de apresentar maior teor de colágeno no miocárdio. Por outro lado, o método alternativo de preparo intermitente foi capaz de promover hipertrofia miocárdica com menor sobrecarga sistólica do ventrículo direito. Com isso, supõe-se que, com vistas à cirurgia de Double Switch, a bandagem intermitente parece ser uma alternativa promissora para promover o preparo ventricular de forma mais eficiente e menos lesiva que o método de bandagem fixa, nos pacientes adolescentes e adultos portadores de transposiço das grandes artérias ou de transposição corrigida das grandes artérias com falência ventricular direitaOne of the late complications of patients with simple or congenitally corrected transposition of the great arteries includes right (systemic) ventricular failure. The policy of anatomic repair (double switch operation) has often been proposed for adolescents and adults. However, a period of reconditioning the left ventricle through pulmonary artery banding is often required. Although it appears to be capable of providing adequate left ventricular training when done at an early age, it is not always suitable for mature myocardium, with disappointing results in older patients. This study sought to assess two different methods of promoting right ventricles hypertrophy in adult animals for a four-week period, by means of fixed and intermittent adjustable pulmonary artery banding system. Eighteen healthy adult goats were distributed into three groups: Sham (n = 6, weight = 26.42 kg 2.63 kg, loose pulmonary artery banding, no systolic pressure overload), Fixed (n = 6, weight = 26.33 kg 2.32 kg, continuous systolic overload with fixed pulmonary artery band) and Intermittent (n = 6, weight = 25.17 kg 2.48 kg, daily 12-hour systolic overload with adjustable pulmonary artery band). Sham group animals received a loose pulmonary band, while in the Fixed group, an umbilical tape was used to band the pulmonary trunk, adjusted during the implantation to achieve a 0.7 right ventricle / aorta pressure ratio. In the Intermittent group, an adjustable pulmonary artery banding device was implanted on the pulmonary trunk and adjusted according to the volume injected percutaneously. The banding system was inflated daily until the 0.7 pressure ratio was achieved. Systolic overload was maintained for 12 hours, alternated with a 12-hour resting period. All animals were submitted to echocardiographic studies on a weekly basis, while hemodynamic evaluations were performed three times a week in the Intermittent group and twice a week in the Fixed and Sham groups. After four weeks, all animals were humanely killed for ventricular masses and water content assessment and histological evaluation. Intermittent group was submitted to a significant smaller systolic overload area, measured by right ventricle / pulmonary artery pressure gradient over time, as compared to Fixed group (p<0.001), and both of them showed a greater systolic overload area when compared to the Sham group (p<0.001). Echocardiographic findings revealed an increase in the right ventricle wall thickness, up to 37.2%, in the Intermittent group during the protocol, and this increase was significantly greater than in Sham and Fixed groups (p<0.05). Regarding the right ventricular mass, both Intermittent (1.24 g/kg ± 0.16 g/kg) and Fixed (1.08 g/Kg ± 0.17 g/kg) groups showed a 55.7% and 36.7% increase respectively (p<0.05) compared to Sham group (0.79 g/Kg ± 0.15 g/kg). No differences in left ventricular and interventricular septum masses were observed among the three groups. Likewise, water content was not significantly different between groups. Intermittent group showed a 19.2% increase in right ventricle myocardial fiber diameter and a 22.8% increase in myocardial fiber nuclei diameter, compared to Sham group (p<0.05). Fixed group showed a 98% increase in right ventricle´s collagen percentage area, when compared to Sham group (p<0.01), and a 69.2% increase compared to Intermittent group (p