Effects of ethyl-pyruvate, hypertonic saline and lactated Ringer\'s solution on mesenteric microcirculation in a sepsis model induced by Escherichia coli in rats

INTRODUÇÃO: Estudos recentes em modelos experimentais de sepse demonstraram as propriedades antioxidante e anti-inflamatória do etilpiruvato. Diferentes modelos experimentais também demonstraram que pequenos volumes de solução salina hipertônica (7,5%) melhoram a hemodinâmica, a microcirculação e modulam o sistema imunológico. Este estudo teve como objetivo investigar os efeitos do etil-piruvato, da solução salina hipertônica e da solução de Ringer lactato sobre a microcirculação mesentérica em modelo de sepse induzida por Escherichia coli viva em ratos. MÉTODOS: Ratos Wistar machos receberam por via endovenosa uma suspensão de E. coli ou foram submetidos ao procedimento cirúrgico do grupo falso-operado. Após três horas da infusão bacteriana os animais foram randomizados em: grupo controle não tratado, grupo tratado com solução de Ringer lactato (4mL/kg i.v.); grupo tratado com solução de Ringer lactato (4 mL/kg i.v.) associado a etil-piruvato (50mg/kg) e grupo tratado com solução salina hipertônica (7,5%, 4 mL/kg i.v.). Após 24 horas da bacteremia, as interações leucócito-endotélio foram investigadas por microscopia intravital, e a expressão de P-selectina e da molécula de adesão intercelular (ICAM)-1 determinada por imuno-histoquímica. Leucograma e contagem de plaquetas foram realizadas no início do estudo, 3 horas e 24 horas após a inoculação de E. coli. RESULTADOS: Os grupos não tratado e tratado com solução de Ringer lactato exibiram um aumento no número de leucócitos rollers (~ 2,5 vezes), leucócitos aderidos (~ 3,0 vezes), e de leucócitos migrados (~ 3,5 vezes) comparados ao grupo falso operado. O tratamento com etil-piruvato reduziu o número de leucócitos rollers, aderidos e migrados aos níveis obtidos no grupo falso operado (p > 0,05). Efeitos semelhantes foram observados nos animais tratados com a solução salina hipertônica (p > 0,05). A expressão de P-selectina e de ICAM-1 aumentou significativamente na microcirculação mesentérica no grupo não tratado, comparado ao grupo falso operado (p < 0,001). Todos os tratamentos reduziram a expressão de ambas moléculas de adesão, sendo os grupos tratados com etil-piruvato e solução salina hipertônica mais eficazes. A infusão de bactérias provocou leucopenia significante, seguida por leucocitose com granulocitose, e concomitante redução progressiva no número de plaquetas. CONCLUSÕES: Os dados apresentados sugerem que o etil-piruvato e a solução salina hipertônica (7,5%) eficientemente reduziram a resposta inflamatória na microcirculação mesentérica no presente modelo experimental de sepse induzida por E. coli viva; associada, pelo menos em parte, a menor expressão de moléculas de P-selectina e ICAM-1BACKGROUND: Experimental studies on sepsis have demonstrated that ethyl pyruvate is endowed with antioxidant and anti-inflammatory properties. It has been shown that small volumes of hypertonic saline solution (7.5%) improve hemodynamics, the microcirculation, and modulate the immune system. This study aimed to investigate the effects of ethyl pyruvate, hypertonic saline and lactated Ringer\'s solution on mesenteric microcirculation in a sepsis model induced by live Escherichia coli in rats. METHODS: Male Wistar rats were underwent an intravenous suspension of E. coli bacteria or submitted to the sham procedure. After 3h of bacteria infusion rats were randomized into: control, without treatment; treated with lactated Ringer\'s solution (4 mL/kg, i.v.); treated with lactated Ringer\'s solution (4mL/kg, i.v.) plus ethyl pyruvate (50mg/kg), and treated with hypertonic saline solution (7.5%, 4 mL/kg i.v.). At 24h after bacteria infusion leukocyte-endothelial interactions were investigated by intravital microscopy, and the expression of P-selectin and intercellular adhesion molecule (ICAM)- 1 evaluated by immunohistochemistry. White blood cell and platelet counts were determined at baseline, 3h and 24h after E. coli inoculation. RESULTS: Both non-treated and lactated Ringer\'s-treated groups exhibited an increase in the number of rolling leukocytes (~2.5-fold), adherent (~3.0-fold), and migrated cells (~3.5-fold) compared to sham. Treatment with Ringer\'s ethyl pyruvate solution reduced the number of rolling, adherent and migrated leukocytes to the levels attained in the sham group (p > 0.05). Similar effects were observed when animals were treated with hypertonic saline (p > 0.05). The expression of P-selectin and ICAM-1 significantly increased on mesenteric microvessels in non-treated group compared with sham (p < 0.001). All treatments reduced the expression of both adhesion molecules being ethyl pyruvate and hypertonic saline solution more effective than lactated Ringer\'s solution. Infusion of bacteria caused a significant leucopenia (3h), followed by a leucocytosis with granulocytosis (24h). There was an intense and progressive reduction in the number of platelets. No differences were observed after treatment with the different solutions. CONCLUSIONS: Data presented suggest that ethyl pyruvate and hypertonic saline solution (7.5%) efficiently reduce the inflammatory response at mesenteric microcirculation in an experimental model of sepsis induced by live E. coli associated, at least in part, with a down-regulation of P-selectin and ICAM-