Mechanisms of tissue hypoperfusion in experimental sepsis and effects of volume resuscitation with hypertonic-isoncotic saline solution and pentoxiphylline

A instabilidade hemodinâmica que é verificada no choque séptico tem como componente a redução da perfusão dos tecidos, que conhecidamente agrava a sua morbi-mortalidade. Sabendo-se disso, a escolha precoce e correta da terapia a ser instituída, incluindo o tipo e o tempo de administração de fluidos, é importante para que se aumente a taxa de sobrevivência desses pacientes. Deste modo, este experimento foi delineado para melhor compreender macro e micro hemodinamicamente esta síndrome, com o intuito de verificar os efeitos do tratamento precoce com a solução hipertônica-isoncótica e pentoxifilina em suínos em choque séptico experimental. Para tanto, avaliou-se os efeitos da solução hipertônica-isoncótica (Hyperhaes®) frente a sua associação ou não à pentoxifilina, em comparação ao cristalóide Ringer lactato. Foram utilizados 29 suínos machos e fêmeas com 29 kg em média. O choque séptico foi induzido por solução intravascular (0,6 x 1010 ufc/kg) da cepa O55 enteropatogênica de Escherichia coli, administrada durante 60 minutos. Os animais foram observados sem intervenção por 30 minutos e o tratamento foi escolhido randomicamente: grupo Ringer lactato (32ml/kg em 20 minutos, n=9); solução hipertônica-isoncótica (4 ml/kg em 5 minutos, n=7); solução hipertônica-isoncótica com pentoxifilina (4ml/kg e 25mg/kg, respectivamente, em 5 minutos, n=8) e grupo Controle (sem tratamento, n=5). Os animais receberam solução fisiológica 0,9% como fluidoterapia de manutenção (10 ml/kg/hora) sem qualquer outra intervenção além dos tratamentos estipulados em cada grupo, ao longo do período de avaliação. Foi realizada avaliação hemodinâmica bem como da ventilação e oxigenação. Nos tempos 120 e 150 minutos observou-se a saturação venosa mista de oxigênio dos animais e no caso desta se encontrar abaixo de 70% fez-se novo fluido de resgate (grupos HS e HSPTX receberam 32 ml/kg de solução fisiológica 0,9% em 20 minutos e grupo RL, 32 ml/kg de Ringer Lactato, também em 20 min.). Amostras de tecido para exame histopatológico foram colhidas do coração, pulmão, jejuno, cólon, fígado e rins, e mantidos em solução 10% de formol tamponado. A inoculação de E. coli resultou em estado rápido e progressivo de deterioração hemodinâmica dos animais, com a presença de hipertensão pulmonar e sua conseqüente disfunção cardíaca (baixo débito cardíaco e fração de ejeção). Houve, em todos os grupos, a redução progressiva da pressão arterial média e sua estabilização em valores próximos a 50 mmHg aos 90 minutos, com a pressão arterial média pulmonar seguindo esta mesma tendência. Já em relação ao índice de resistência vascular sistêmica, ao longo do tempo, observou-se uma diminuição significativa entre os grupos Controle e HSPTX (p < 0,01) e entre os grupos Controle e RL (p < 0,05), com os valores do grupo Controle ficando acima dos demais. Quanto ao índice de fluxo portal houve diferença significativa entre os grupos HS e RL ao longo do tempo (p 0,05) (decréscimo de 2,08 ml/min. do grupo HS em relação ao grupo RL). Já entre os grupos RL e HSPTX verificou-se uma diferença significativa (p < 0,001) de comportamento ao longo do tempo em relação aos valores de lactato, com o grupo HSPTX sofrendo aumento de 0,02 mmol/dl/min. em relação ao grupo RL. Os grupos HS e HSPTX mostraram redução dos valores do gradiente veno-arterial de CO2 em relação aos grupos Controle e RL (-0,08 a -0,05 mmHg/min.), mas houve, em contrapartida, um acréscimo dos valores do gradiente jejuno-arterial de CO2 dos grupos HS e HSPTX em relação ao RL (0,01 e 0,04 mmHg/min., respectivamente). A saturação venosa mista de oxigênio sofreu redução em seus valores durante a infusão de bactérias em todos os grupos e após a instituição dos tratamentos apresentou melhora em seus níveis apenas nos grupos HS e HSPTX, ficando acima de 70%, porém sem diferença estatística quando comparados aos grupos RL e Controle. Com isso, as soluções de HS e HSPTX provaram serem opções para a terapia alvo-dirigida na fase inicial da sepse experimental em suínos, embora haja a necessidade de maior investigação sobre a origem dos altos níveis de lactato encontrados no grupo HSPTXThe septic shock hemodynamic instability has as major component the reduction of tissue perfusion, which is known to aggravate morbidity and mortality. Knowing this, the early and correct choice of therapy to be instituted, including the type and time of fluid inoculation is an important step to help increase the survival rate of these patients. Thus, this experiment was designed to better understand the macro and micro-hemodynamic events of this syndrome, in order to verify the perfusion effects of early treatment with hypertonic-isoncotic saline solution and pentoxiphylline in septic shocked pigs. We studied the effects of hypertonic-isoncotic saline solution (Hyperhaes ®) compared to its association or not to pentoxiphylline, and compared to crystalloid Ringer lactate. We used 29 male and female pigs of 29kg on average. Septic shock was induced by an intravascular solution (0.6 x 1010 cfu/kg) of an enteropathogenic strain (O55) of Escherichia coli for 60 minutes. The animals were observed without intervention for 30 minutes and treatment was chosen randomly: group Ringer lactate (32ml/kg in 20 minutes, n = 9); hypertonic-isoncotic saline solution (4 ml/kg in 5 minutes, n = 7); hypertonic-isoncotic saline solution with pentoxiphylline (4ml/kg and 25mg/kg, respectively, in 5 minutes, n = 8) and Control group (no treatment, n = 5). The animals received maintenance fluid (10 ml/kg/hour 0.9% saline solution) without any other intervention than the treatments of each group during the evaluation period. Hemodynamic, ventilation and oxygenation assessments were performed. The mixed venous oxygen saturation was observed at 120 and 150 minutes and when it was below 70% a new fluid therapy was given (HSPTX and HS groups received 32 ml/kg of saline solution 0.9% in 20 minutes and RL group 32 ml/kg Ringer\'s lactate also in 20 min.). Tissue samples of the heart, lungs, jejunum, colon, liver and kidneys were collected for histopathological examination and kept in 10% buffered formaldehyde. Inoculation of E. coli resulted in a state of rapid and progressive hemodynamic deterioration with pulmonary hypertension and its consequent cardiac dysfunction (low cardiac output and ejection fraction). There was, in all groups, a progressive reduction of mean arterial pressure that stabilized close to 50 mmHg at 90 minutes, with the mean pulmonary arterial pressure following the same trend. In relation to systemic vascular resistance index, over time, there was a significant differentiation between HSPTX and Control groups (p 0.01) and Control and RL groups (p 0.05), with the Control group values above the others. In the rate of portal blood flow there was significant difference between HS and RL groups over time (p 0.05) (decline of 2.08 ml/min. by HS group when compared to RL group). HSPTX and RL groups showed a significant behavior difference (p < 0.001) over time in their lactate levels, with the group HSPTX increasing their values 0.02 mmol/dl/min in relation to the RL group. Both HSPTX and HS groups dropped the veno-arterial gradient of CO2 in relation to the RL and Control groups (-0.08 to -0.05 mmHg / min.). However, there was an increase in the jejunum-arterial gradient of CO2 values on HSPTX and HS groups compared to RL (0.01 and 0.04 mmHg / min., respectively). The mixed venous oxygen saturation had a decreasing in its values during the bacteria infusion in all groups, but only the HS and HSPTX groups, after treatment, showed improvement in their levels (above 70%), nevertheless, there was no statistical difference among groups. HS and HSPTX solutions proved to be options for targeted therapies in the early phase of sepsis in pigs, although exist the need of more research to find out the origin of high lactate levels in the HSPTX grou