Association of mechanical ventilation and its weaning to oxidative stress

Introdução: O estresse oxidativo é um dos processos envolvidos na disfunção da musculatura respiratória induzidas pela ventilação mecânica (VM), esta disfunção pode acarretar em dificuldades no desmame da ventilação destes pacientes. Estudos evidenciam que quanto maior o tempo de permanência de pacientes em VM, maior é a sua permanência em unidades de terapia intensiva (UTI), maior é a incidência de pneumonia associada a ventilação PAV, maiores são os gastos do sistema de saúde e maior é a mortalidade. Encontrar evidências de estresse oxidativo no sangue de pacientes submetidos à VM durante o teste de ventilação espontânea, poderá nos auxiliar no desenvolvimento de terapêuticas que reduzam o tempo de VM e suas complicações. Objetivos: Analisar a influência da VM e seu desmame na produção de espécies reativas de oxigênio e nitrogênio e nas defesas antioxidantes em sangue de pacientes. Material e Métodos: As coletas iniciaram em março de 2009 e foram finalizadas em outubro de 2010. Os pacientes incluídos no estudo estavam internados na UTI do Hospital de Clínicas de Porto Alegre e se encontravam em VM por tempo maior ou igual há 72 horas; foram excluídos os pacientes: menores de 18 anos idade; em suplementação de antioxidantes ou de ferro; que tivessem recebido transfusão sanguínea até 72h antes da coleta de dados, que tivessem diagnóstico de doenças oncológicas ou doenças neurodegenerativas (Parkinson e Alzheimer); ou que não concordassem em fazer parte do estudo. Os pacientes foram submetidos à coleta de sangue venoso em três momentos: 1 - momento em que eram iniciados os testes de ventilação espontânea; 2 - momento em que o paciente apresentava falha no teste de ventilação espontânea, ou obtivesse sucesso; 3 - após 6 horas do sucesso ou falha no teste de ventilação espontânea. O estudo contemplou 34 pacientes subdivididos em dois grupos: os que obtiveram sucesso (n = 21) e os que apresentaram falha (n = 13). Os pacientes possuíam idade média de 65 anos de idade, 52% eram do sexo masculino, e estavam sob terapia de VM em média há 7,7 dias. Foram analisadas as defesas enzimáticas: superóxido dismutase (SOD), catalase (CAT) e glutationa peroxidase (GPx) e as defesas não enzimáticas: glutationa total (GSSG), glutationa reduzida (GSH) e a quantificação de nitritos, nitratos e Vitamina C. Realizou-se também a mensuração de danos à proteínas (carbonilação) e em lipídeos através do malondialdeído (MDA). Resultados: Verificou-se que 38% dos pacientes falharam no teste de ventilação espontânea. Este grupo, antes mesmo do início do teste, apresentava no plasma maior dano oxidativo em lipídeos (malondialdeído: 0.39 µmol/L no grupo falha vs. 0.16 µmol/L no grupo sucesso); maior concentração de antioxidante (Vitamina C: 1.78 µmol/L no grupo falha vs. 0.81 µmol/L no grupo sucesso); e diminuição na concentração de óxido nítrico (nitratos: 1.66 mmol NaNO2/g proteína no grupo falha vs. 2.29 mmol NaNO2/g proteína no grupo sucesso). As diferenças entre o grupo sucesso e falha mantiveram-se nos demais momentos (durante e após) o teste de ventilação espontânea. Conclusão: Danos lipídicos elevados, quantidades aumentadas de vitamina C, bem como baixas concentrações de óxido nítrico no plasma estão relacionados com a falha no desmame da ventilação mecãnica.Introduction: Oxidative stress is one of the processes involved in respiratory muscle dysfunction induced by MV, this dysfunction can lead to difficulties in weaning from these patients. Studies show that the longer the duration of stay of patients on MV, the greater their ICU stay, the greater the incidence of PAV, the higher costs of health care and higher mortality. Finding evidence of oxidative stress in the blood of patients undergoing MV during spontaneous breathing test may assist us in the development of therapies that reduce the duration of mechanical ventilation and its complications. Objective: Analyze the influence of mechanical ventilation and weaning in its production of reactive oxygen and nitrogen species, and antioxidant defenses. Material and Methods: The collection began in March 2009 and were completed in October 2010. Patients included in the study were admitted to the ICU of the Hospital de Clinicas de Porto Alegre and in MV for time greater than or equal 72 hours ago, we excluded patients: children under 18 years old, in supplementation of antioxidants or iron, which had received blood transfusion within 72 hours prior to data collection, which had a diagnosis of oncological diseases and neurodegenerative diseases (Parkinson's and Alzheimer's), or who refused to join the study. Patients underwent venous blood was collected at three time points: 1 - the moment in which the tests were started spontaneous breathing; 2 - when the patient had failed spontaneous breathing trial, or were successfully; 3 - after 6 hours the success or failure of spontaneous breathing trial. The study included 34 patients divided into two groups: those who were successful (n = 21) and those that failed (n = 13). Patients had a mean age of 65 years old, 52% were male, and were under VM therapy for an average of 7.7 days. We analyzed the enzymatic defenses: superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT) and glutathione peroxidase (GPx) and non-enzymatic defense: total glutathione (GSSG), reduced glutathione (GSH) and the measurement of nitrites, nitrates and Vitamin C. We also conducted to measure damage to proteins (carbonylation) and lipids as malonaldehyde (MDA). Results: It was found that 38% of weaning failure. Before spontaneus breathing trial, these weaning failure patients already present, in the plasma, higher oxidative damage in lipids (molondialdehyde: 0.39 µmol/L in weaning failure vs. 0.16 µmol/L in weaning success); higher antioxidant level (Vitamin C: 1.78 µmol/L in weanin failure vs. 0.81 µmol/L in weaning success); and decreased nitric oxide concentration (nitrite: 1.66 mmol NaNO2/g protein in weaning failure vs. 2.29 mmol NaNO2/g protein in weaning success). The differences between weaning failure and weaning success patients remained during and after weaning trial. Conclusion: Plasmatic higher lipid oxidative damage and higher Vitamin C as well as lower nitric oxide concentration are related to weaning failure from mechanical ventilation