FUNDAMENTO: A transposição corrigida das grandes artérias frequentemente evolui com disfunção ventricular direita. O preparo ventricular para a correção anatômica em pacientes adultos apresenta resultados desapontadores. OBJETIVO: Analisar a hipertrofia do ventrículo direito (VD) induzida por dois tipos de bandagem pulmonar (BP), convencional e intermitente em animais adultos. MÉTODOS: Dezenove cabras adultas foram divididas em três grupos: Convencional (seis animais), Intermitente (seis animais) e Controle (sete animais). O grupo Convencional foi submetido à BP fixa com fita cardíaca, enquanto no grupo Intermitente foi usado dispositivo de BP ajustável, que gerava sobrecarga sistólica por 12 horas, alternada com 12 horas de descanso do VD. As pressões de VD, tronco pulmonar e aorta foram medidas durante todo o estudo. Ecocardiograma foi realizado semanalmente. Após quatro semanas, os animais foram eutanasiados para avaliação morfológica dos ventrículos. O grupo Controle foi submetido a eutanásia para análise em condições basais. RESULTADOS: A sobrecarga pressórica foi menor no grupo Intermitente (p=0,001), comparada ao grupo Convencional. Houve aumento na espessura do VD do grupo Intermitente, medida pelo ecocardiograma, comparado ao seu momento basal (p<0,05). O índice de performance miocárdica do VD foi melhor no grupo Intermitente (p=0,024), comparado ao Convencional. Os grupos estimulados apresentaram aumento da massa muscular em comparação ao grupo Controle (p=0,001). Não houve diferença no conteúdo de água miocárdica. CONCLUSÃO: A BP intermitente desenvolveu hipertrofia de melhor desempenho funcional, sugerindo este protocolo como método preferencial de preparo ventricular.
ARTIGOS ORIGINAIS
EXPERIMENTAL
Sobrecarga sistólica intermitente promove melhor desempenho miocárdico em animais adultos
IInstituto do Coração da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo, São Paulo, SP
IIUniversidade Federal de Juiz de Fora, Juiz de Fora, MG - Brasil
A disfunção tardia do ventrículo direito (VD) sistêmico é uma complicação de relativa frequência em pacientes portadores de transposição das grandes artérias (TGA) operados no plano atrial ou naqueles com transposição corrigida das grandes artérias (TCGA)1-4. Desde o final dos anos 1980, diversos autores vêm reportando resultados satisfatórios realizando uma operação que visa à correção anatômica dessas afecções, mediante a inversão arterial (cirurgia de Jatene)5, associada à inversão atrial6-9. Essa operação foi consagrada com o nome de "
Este estudo foi aprovado pela Comissão de Ética para Análise de Projetos de Pesquisa do HC - FMUSP (protocolo 621/05) e realizado na Divisão de Fisiologia Aplicada do Incor - HC - FMUSP, de acordo com as normas de uso de animais em ensino e pesquisa da Comissão de Fiscalização de Pesquisa Animal (Cofipa).
Foram utilizadas 19 cabras adultas, divididas em três grupos: Controle (n=7, peso = 28,74 ± 4,13 kg, nenhum procedimento cirúrgico), Convencional (n=6, peso = 26,33 ± 2,32 kg, BP com sobrecarga sistólica contínua do VD) e Intermitente (n=6, peso = 25,17 ± 2,48 kg, BP com dispositivo ajustável e 12 horas/dia de sobrecarga sistólica intermitente do VD).
Os animais foram pesados e examinados por veterinário para afastar doenças preexistentes. Foi realizada avaliação ecocardiográfica basal para certificação da inexistência de alterações anatômicas ou morfológicas prévias ao procedimento.
O pré-anestésico foi feito com xilazina 2%, na dose de 0,1 mg/kg, intramuscular (IM). A indução anestésica foi obtida com propofol 1% (7 mg/kg) intravenoso (IV) para intubação orotraqueal. Os animais foram mantidos em ventilação mecânica (Takaoka Fuji Maximus, São Paulo, SP), com oxigênio de 60% - 100%, volume corrente de 10 ml/kg e inalação de isoflurano (1 a 2%). As cabras foram posicionadas em decúbito lateral direito, monitorizadas com eletrocardiograma contínuo (ECG) e linha de pressão arterial invasiva contínua, medida por meio de cateterismo da artéria auricular esquerda com cateter
As cabras foram preparadas para procedimento estéril (antisepsia com iodopovidona). Foi realizada toracotomia lateral esquerda no 4º espaço intercostal e foram implantados cateteres
O dispositivo foi desenvolvido em colaboração com a SILIMED, indústria de silicone e instrumental médico-cirúrgico e hospitalar Ltda., Rio de Janeiro, RJ. É constituído por três partes: anel de bandagem, tubo extensor e botão de insuflação (
O treinamento do VD foi iniciado na cirurgia de implante da bandagem. Os animais permaneceram em sobrecarga sistólica contínua do VD por um período de quatro semanas, com bandagem fixa convencional, ajustada no dia da cirurgia. Com o animal consciente e imobilizado na maca especial, as pressões de VD, TP e Ao foram anotadas duas vezes por semana. O gradiente pressórico entre VD e TP e a relação de pressões entre o VD e a Ao foram obtidos pela medida de suas respectivas pressões sistólicas.
O treinamento do VD foi iniciado após recuperação plena da cirurgia (aproximadamente 60 horas de convalescença). Como no grupo Convencional, as pressões basais de VD, TP e Ao foram anotadas com o animal consciente, imobilizado em maca especial e com o dispositivo completamente desinsuflado. Após a leitura das pressões basais, o dispositivo de bandagem ajustável foi insuflado com soro fisiológico 0,9%, de modo a atingir uma pressão sistólica de VD de aproximadamente 70% da pressão sistólica sistêmica, desde que não provocasse queda superior a 10% da última, conforme descrito em estudos prévios15,17,18. A seguir, as pressões foram aferidas novamente. A sobrecarga sistólica do VD foi mantida por um período de 12 horas, após o qual o animal foi novamente colocado na maca especial para monitorização hemodinâmica. Após a leitura de pressões, o dispositivo foi desinsuflado e, mais uma vez, as pressões foram aferidas. O procedimento de insuflar e desinsuflar o dispositivo foi realizado diariamente por quatro semanas, sendo que as pressões foram aferidas três dias na semana. Nos dias alternados, o volume injetado correspondeu ao mesmo volume calculado no último dia de medidas hemodinâmicas.
Todos os animais foram submetidos à avaliação ecocardiográfica previamente ao inicio do protocolo, assim como semanalmente no pós-operatório, para avaliar o processo de adaptação do VD durante as quatro semanas de estudo. Para a realização dos exames, as cabras foram sedadas com ketamina (10 mg/kg, via intramuscular) e mantidas em decúbito lateral esquerdo durante os exames. Utilizou-se aparelho de ecocardiograma ACUSON Cypress (Siemens, Munique, Alemanha) e transdutor setorial multifrequencial (1,8-3,6 MHz) para a obtenção das imagens e análise dos fluxos. As espessuras do septo interventricular (SIV) e da parede posterior do VE foram mensuradas no ecocardiograma bidimensional, no final da diástole, através do corte paraesternal longitudinal na altura das cúspides da valva mitral19. A espessura da parede livre do VD foi obtida no corte paraesternal transverso (na altura dos vasos da base e no nível dos músculos papilares) e no corte longitudinal quatro câmaras, na região onde seus limites fossem mais facilmente visibilizados. A seguir, obteve-se a média aritmética desses valores. Também no corte longitudinal de quatro câmaras, foram mensurados o diâmetro diastólico final (DDF) e os volumes diastólico (VDF) e sistólico (VSF) finais do VD pelo método de Simpson modificado19, sendo que, a partir deste último, obteve-se o cálculo da fração de ejeção do VD (FEVD)20, segundo a fórmula:
Foram considerados normais valores de FEVD iguais ou acima de 55%21. Como parâmetro mais fidedigno do desempenho do VD, foi calculado o índice de "
onde TCIV é o tempo de contração isovolumétrica, TRIV, o tempo de relaxamento isovolumétrico e TE, o tempo de ejeção. Os valores foram obtidos no corte longitudinal de quatro câmaras, posicionando o volume da amostra no centro do anel valvar tricúspide, medindo-se o intervalo de tempo entre o início do fechamento valvar até o início da próxima diástole (tempo a). O tempo de ejeção do VD foi calculado com o volume da amostra localizado na via de saída do VD (tempo b), pelo corte paraesternal eixo curto. Subtraindo-se o tempo a pelo de b, obtém-se TCIV + TRIV. Esse valor foi então dividido pelo TE, adquirindo-se o IPMVD22.
Após a eutanásia, o coração foi então removido do tórax e as paredes ventriculares e septal foram separadas de acordo com a técnica de Fulton e cols.23. A seguir, o VD, VE e o SIV foram pesados em balança digital METTLER AE-200 (Mettler-Toledo AG, Greifensee, Suiça). Em razão da variação de peso dos animais, as medidas foram normalizadas, por meio da indexação de peso das massas musculares cardíacas pelo respectivo peso corporal do animal, conforme sugestão de Bishop e Cole24.
Depois de pesados, foram colhidas amostras de cada uma das paredes cardíacas para avaliação de conteúdo de água. O peso inicial (Pi) de cada amostra foi obtido, sendo então acondicionada em papel alumínio e devidamente identificada antes de serem colocadas na estufa (temperatura: 55-60º C). Após cerca de 70 horas de desidratação, cada amostra foi novamente pesada para se obter o peso seco (Ps). O porcentual do conteúdo de água (CA (%)) foi então obtido através da seguinte fórmula, assumindo que a distribuição de água foi homogênea no septo e nos ventrículos:
Os conteúdos de água das massas musculares cardíacas dos grupos Convencional e Intermitente foram comparados aos do grupo Controle, com o fim de se esclarecer se o ganho de peso do VD estaria associado ao edema miocárdico ou aquisição real de massa muscular.
A normalidade da distribuição de cada variável foi avaliada por meio do teste de Kolmogorov-Smirnov. As médias de variáveis hemodinâmicas e ecocardiográficas foram comparadas entre os grupos e ao longo do protocolo por meio de análise de variância (ANOVA) de dois fatores para medidas repetidas, seguida das comparações múltiplas de Bonferroni. Já os valores de massa e conteúdo de água do VD, VE e SIV foram comparados por meio de ANOVA de um fator, seguido das comparações múltiplas de Bonferroni. A sobrecarga sistólica imposta ao VD, dos grupos Contínuo e Intermitente, foi avaliada por meio do cálculo das áreas sob as curvas (método trapezoidal). A comparação entre essas áreas foi realizada por meio de teste
A sobrecarga sistólica gerada pela bandagem do TP nos grupos Convencional e Intermitente, ao longo de todo o protocolo, está representada na
A razão pressórica VD/Ao basal foi semelhante nos grupos de estudo. Conforme objetivado na cirurgia, foi possível alcançar uma relação pressórica entre VD e Ao de 0,7. No entanto, notou-se queda significativa dessa razão no grupo Convencional, a partir da primeira semana (p<0,05), que se manteve ao longo do período estudado. Já no grupo Intermitente, diante da possibilidade do ajuste diário da bandagem, a relação VD/Ao máxima manteve-se em torno de 0,7 ao longo de todo o período de estudo, diferentemente do grupo Convencional (p<0,05), a não ser por uma redução significativa na quarta semana, com recuperação da relação no momento Eutanásia (
A avaliação pré-operatória da espessura da parede livre do VD não revelou diferenças entre os grupos estimulados e o grupo Controle. A partir da segunda semana de estudo, o grupo Intermitente apresentou um aumento de 37,2% da espessura do VD em relação à medida basal (p<0,05), enquanto no grupo Convencional não foi observada modificação dessa parede durante as quatro semanas de sobrecarga sistólica (
A fração de ejeção do VD nos dois grupos se manteve constante, não havendo diferença estatística pela análise de variância de dois fatores (p=0,45).
Similarmente à fração de ejeção, não foi observada variação significante do diâmetro diastólico final do VD com o tempo ou entre os grupos, nas quatro semanas (p=0,42).
Paralelamente ao diâmetro diastólico final do VD, também não foram observadas diferenças no volume diastólico final do VD ao longo do protocolo de sobrecarga sistólica, em relação à avaliação ecocardiográfica pré-operatória, em nenhum dos grupos nem dentre eles (p=0,70).
A
Os dados de peso das massas das cavidades ventriculares, indexadas para o peso de cada animal, estão representadas na
A
No presente estudo, ficou claramente atestada a maior facilidade no manuseio dos gradientes pressóricos com o uso da bandagem ajustável, e, consequentemente, maiores gradientes pressóricos foram atingidos, o que poderia minimizar muitos dos contratempos referidos no preparo do miocárdio adulto, como a imprecisão do ajuste da bandagem e a necessidade de reintervenções11,12. Embora tenha sido submetido a uma menor área de sobrecarga sistólica, o grupo Intermitente apresentou uma tendência a maior ganho de massa ventricular, que foi de aproximadamente 75% do ganho observado em animais jovens, submetidos ao mesmo protocolo de sobrecarga sistólica, porém com um tempo de treinamento
O aumento de 33% observado na espessura da parede livre do VD no grupo Intermitente correspondeu a cerca de 25% do aumento encontrado no estudo de animais jovens, corroborando os achados de um menor aumento de massa ventricular em animais adultos, durante um tempo mais prolongado de estímulo hipertrófico15. As alterações mais evidentes de espessura da parede livre do VD apareceram já na segunda semana e mantiveram-se constantes posteriormente. É difícil afirmar que o processo hipertrófico ventricular em humanos seria o mesmo, dadas as diferenças entre as espécies. Entretanto, nota-se marcante tendência de diminuição do tempo de preparo com a bandagem intermitente. Em relação à avaliação funcional do preparo do VD, a fração de ejeção não evidenciou diferenças em repouso. Entretanto, o IPMVD tem se mostrado uma ferramenta valiosa para a avaliação da função ventricular direita22,30. A análise desse parâmetro permitiu constatar a supremacia funcional do preparo ventricular observada nos animais do grupo Intermitente, mediante seus menores índices de IPMVD. Esse achado pode ser decorrente do benefício dos períodos de descanso intercalados com a sobrecarga sistólica intermitente. Como nos animais jovens, talvez estes intervalos de descanso ao longo do protocolo possam otimizar o fluxo coronariano subendocárdico e, consequentemente, maior aporte de substratos para o processo hipertrófico do miocárdio, limitando assim a severidade do estresse sistólico contínuo imposto ao VD do grupo contínuo31,32. Como o treinamento atlético promove uma hipertrofia ventricular fisiológica, sem disfunção miocárdica33, procurou-se transpor para o preparo ventricular alguns princípios já adotados para os atletas. Dentre eles, períodos de treinamento intenso intercalados com períodos de descanso, o que permitiria ao músculo reposição de seus estoques intracelulares, adaptando-o gradativamente à nova condição pressórica.
Diante do achado de ganho de massa do VD nos grupos estimulados, procurou-se analisar os possíveis substratos morfológicos para justificar este incremento. Inicialmente, foi avaliado o conteúdo de água nos tecidos miocárdicos, para identificar possível edema, que promoveria aumento do peso e da espessura das massas musculares, o que não ocorreu de modo significativo. O presente estudo comprova de forma consistente a possibilidade de hipertrofia no miocárdio maduro, mediante a obtenção de aumento no peso e espessura do VD, com tendência à superioridade para o grupo Intermitente. Pesquisadores franceses avaliaram o retreinamento do miocárdio de ovelhas adultas, identificando focos de fibrose nos animais submetidos à bandagem convencional, diferentemente dos submetidos à bandagem intermitente16, o que pode ser um dos substratos para um pior desempenho funcional. Vida e cols.34 compararam o processo adaptativo ventricular de ratos jovens e adultos submetidos à bandagem do tronco pulmonar. Os autores encontraram maior acúmulo de colágeno nos corações adultos. O estímulo intermitente do presente estudo promoveu hipertrofia com menor imposição de sobrecarga ventricular. Com isso, natural seria propor tal regime pressórico como uma alternativa mais saudável ao modelo tradicional de preparo. Perrino e cols.35 estudaram o VE de camundongos submetidos a estímulos fisiológicos de hipertrofia, como correr e nadar, comparados com sobrecargas pressóricas fixas e intermitentes, por meio de bandagem da aorta. Os autores demonstraram que a sobrecarga fixa desencadeou disfunção ventricular, enquanto a sobrecarga intermitente manteve a função ventricular, à semelhança dos estímulos fisiológicos (correr e nadar). Entretanto, quando marcadores biomoleculares de hipertrofia foram analisados, percebeu-se que havia sinalização patológica em ambos os tipos de sobrecarga artificial, fixa e intermitente, diferentemente dos estímulos fisiológicos.
No cenário clínico, a avaliação do preparo do VE em pacientes adultos leva em consideração alguns fatores: relação pressórica do VE morfológico/pressão sistêmica adequada com boa função ventricular, boa resposta inotrópica e obtenção de hipertrofia desencadeada pela sobrecarga sistólica da bandagem. No entanto, não raro, pacientes apresentam disfunção ventricular após a correção anatômica, alguns até mesmo necessitando transplante cardíaco. Alguns estudos clínicos relatam a impossibilidade de se realizar o preparo ventricular em pacientes que já chegaram à adolescência, tamanha a dificuldade para se obter hipertrofia ventricular sem provocar disfunção nestes pacientes8,11. Outros autores concluem que a idade é o maior fator de risco para o desenvolvimento de mudanças mal adaptativas34. Com isso, futuramente, protocolos de sobrecarga intermitente, semelhantes ao testado neste estudo, poderiam ser sugeridos nesses pacientes, visando promover hipertrofia efetiva, sem dano ao tecido miocárdio, evitando o desenvolvimento de disfunção ventricular.
O presente estudo possui as limitações inerentes a um estudo experimental, e o principal deles reside no fato de que a BP em animais de experimentação promove readaptação do VD, enquanto em pacientes portadores de TGA e TCGA, a BP promove o preparo do VE. A observação da tendência à menor hipertrofia no grupo Convencional pode refletir a dificuldade no preparo de miocárdios maduros na prática clínica, como também a necessidade de períodos mais prolongados de estímulo para se atingir tal efeito. Embora a ressonância nuclear magnética seja atualmente o padrão de referência para avaliação morfológica e funcional do VD36,37, no presente estudo não foi possível contar com o auxílio desse exame, que certamente enriqueceria os achados. Apesar disso, a função do VD foi estimada pelo mesmo observador (MCDA), usando o mesmo método para todos os animais, o que minimiza a variabilidade entre as duas abordagens diagnósticas. Estudos histológicos e do metabolismo energético nesses animais estão em andamento em nosso laboratório para corroborar as evidências funcionais encontradas no presente estudo.
A bandagem do tronco pulmonar promoveu hipertrofia do VD em ambos os grupos de estudo de cabras adultas, seja de forma convencional, seja de forma intermitente, ao longo das quatro semanas, sem que isso fosse acompanhado por acúmulo significativo de água. Apesar da menor sobrecarga sistólica imposta ao VD do grupo Intermitente, foram observados, neste grupo, maiores picos de gradientes sistólicos, maior variação da espessura da parede livre do VD e maior ganho de massa muscular por unidade de sobrecarga. A hipertrofia promovida pela sobrecarga intermitente proporcionou um melhor desempenho do ventrículo direito, ao longo do estudo. Provavelmente, o preparo ventricular mais fisiológico de adolescentes portadores de TGA ou TCGA, com ventrículo sistêmico falido seria beneficiado com a sobrecarga sistólica intermitente, visando promover uma hipertrofia efetiva, com preservação da função ventricular esquerda.
Os autores agradecem o apoio prestado pelos diretores da SILIMED, Rio de Janeiro, RJ, e pela sua divisão de Desenvolvimento de Produtos, nas pessoas de Ana Soares e André Esteves, pela valiosa ajuda no aprimoramento do protótipo utilizado em animais adultos.
Correspondência: Leonardo Augusto Miana Rua Severino Meireles, 59 - Alto dos Passos 36025-040 - Juiz de Fora, MG - Brasil E-mail:
Artigo recebido em 14/12/09; revisado recebido em 06/02/10; aceito em 17/03/10.
BACKGROUND: Corrected transposition of great arteries often evolves with right ventricular dysfunction. The ventricular preparation for anatomic correction in adult patients has produced disappointing results. OBJECTIVE: To assess right ventricular hypertrophy (RV) induced by conventional and intermittent pulmonary banding (PB) in adult animals. METHODS: Nineteen adult goats were divided into three groups: conventional (six animals), intermittent (six animals) and control (seven animals). The Conventional group underwent fixed PB with cardiac tape, while the intermittent group received PB adjustable device, which generated systolic overload for 12 hours, alternated with 12 hours of rest of RV. The pressures of the RV, pulmonary artery and aorta were measured throughout the study. Echocardiography was performed weekly. After four weeks, the animals were euthanized for morphological evaluation of the ventricles. The Control group was put to euthanasia for analysis at baseline. RESULTS: Pressure overload was lower in the intermittent group (p = 0.001), compared to the conventional group. There was an increase in the thickness of the RV of the Intermittent group measured by echocardiography compared to their baseline values (p < 0.05). The myocardial performance index in the RV group was better in the Intermittent group (p = 0.024), compared to the Conventional group. The groups stimulated showed increased muscle mass compared to the Control group (p = 0.001). There was no difference in myocardial water content. CONCLUSION: The intermittent BP developed hypertrophy of better performance, suggesting this protocol as the preferred method of ventricular preparation.
IInstituto do Coração da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo, São Paulo, SP
IIUniversidade Federal de Juiz de Fora, Juiz de Fora, MG - Brazil
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Late right ventricular dysfunction (VD) is a complication of relative frequency in patients with transposition of the great arteries (TGA) operated at the atrial level or in those with corrected transposition of the great arteries (c-TGA)1-4. Since the late 1980s, several authors have reported satisfactory results by performing an operation aimed at the anatomic correction of these diseases through arterial switch (the Jatene procedure)5, associated with atrial inversion6-9. Such procedure was named Double Switch, i.e., a double replacement surgery. This approach aims to prevent the natural evolution of systemic RV failure, and thus avoid the adoption of more drastic measures in these patients, such as heart transplantation, since it functionally rescues the morphological left ventricle (LV) for the systemic circulation, relieving pressure overload on the RV, significantly improving its function. In approximately one third of these cases, it is necessary to prepare the LV through pulmonary banding (PB), adjusting it to work as a systemic pressure pump6,10,11. However, ventricular preparation through PB in these patients produces unsatisfactory results8,11-14, especially when performed in adolescence and adulthood. The main problems relate to the long time needed to obtain hypertrophy, development of early and late ventricular dysfunction, difficulty of preparation in elderly patients and need for reinterventions to fit the banding. Some authors have reported alternative strategies to traditional preparation even in clinical studies, primarily through adjustable banding of pulmonary trunk8, or promoting intermittent pressure overload, mimicking the skeletal muscle training of athletes15,16. Hence, we hypothesized that a protocol of intermittent PB could promote a more suitable preparation, with greater preservation of ventricular functions.
This study was approved by the Ethics Committee for Analysis of Research Projects of HC - FMUSP (protocol 621/05) and performed in the Division of Applied Physiology of InCor - HC - FMUSP, according to the standards of animal use in teaching and research of Cofipa (Audit Committee of Animal Research).
The study employed 19 adult goats divided into three groups: Control (n=7, weight = 28.74 ± 4.13 kg, no surgical procedure), Conventional (n=6, weight = 26.33 ± 2.32 kg, PB with continuous systolic overload of the RV) and Intermittent (n=6, weight = 25.17 ± 2.48 kg, PB with adjustable device and 12 hours/day of intermittent systolic overload of the RV).
The animals were weighed and examined by a veterinarian to rule out preexisting conditions. Baseline echocardiographic assessment was performed to certify the absence of anatomical or morphological abnormalities prior to the procedure.
The pre-anesthetic drug used was xilazina 2% at a dose of 0.1 mg/kg, intramuscular (IM). Anesthesia was induced with propofol 1% (7 mg/kg) intravenous (IV) for orotracheal intubation. The animals were maintained on mechanical ventilation (Takaoka Fuji Maximus, São Paulo, SP) with oxygen 60% - 100%, tidal volume of 10 ml/kg and inhalation of isoflurane (1-2%). The goats were positioned in right lateral position monitored with continuous electrocardiogram (ECG) and continuous invasive blood pressure line measured by catheterization of the left atrial artery with Introcath 22G catheter (BD, Juiz de Fora, MG). Postoperative analgesia was obtained on the first three days with administration of tramadol chloridrate (2 mg/kg, intramuscular, 12/12h).
The goats were prepared for sterile procedure (antisepsis with povidone-iodine). We performed left thoracotomy in the 4th intercostal space and implanted intracath catheters 17G (BD, Juiz de Fora, MG) in the descending thoracic aorta (Ao), at the outflow of the RV and in the pulmonary trunk (PT), as described previously15. Then, the PT was dissected to implant PB. In the animals of the Conventional group, the TP banding was performed with cardiac tape cotton (Polysuture, São Sebastião do Paraíso, MG), positioned about 10 mm above the valve. In the animals of the Intermittent group, an adjustable banding device was implanted immediately above the pulmonary valve and fixed to the adventitia of the PT, to prevent migration. Both groups were subjected to a systolic overload of the RV around 70% of systemic systolic pressure. Heparin was administered at a dose of 5,000 IU twice a day subcutaneously until the end of the protocol.
The device was developed in collaboration with SILIMED,
The RV training was initiated in the banding implant surgery. The animals remained under continuous systolic overload of the RV for a period of four weeks with conventional fixed banding adjusted on the day of surgery. With the animal conscious and immobilized on a special stretcher, the pressures of RV, PT and Ao were recorded twice a week. The pressure gradient between RV and pulmonary trunk and the pressure ratio between RV and Ao were obtained by measuring their respective systolic pressures.
The RV training was initiated after full recovery from surgery (approximately 60 hours of convalescence). As in the Conventional group, the basal pressures of RV, PT and Ao were recorded with the animal conscious, immobilized on a special stretcher and the device completely deflated. After reading the basal pressures, the adjustable banding device was inflated with 0.9% saline in order to reach an RV systolic pressure of approximately 70% of systemic systolic pressure, provided that it did not cause a decrease of systolic pressure of more than 10%, as described in previous studies15,17,18. Then, the pressures were measured again. The RV systolic overload was maintained for a period of 12 hours, after which the animal was again placed on a special stretcher for hemodynamic monitoring. After the reading of pressures, the device was deflated and, again, the pressures were measured. The procedure to inflate and deflate the device was performed daily for four weeks, and the pressures were measured three days a week. On alternate days, the injected volume corresponded to the same volume calculated on the last day of hemodynamic measurements.
All animals underwent echocardiographic evaluation before the protocol, and weekly after surgery to evaluate the adaptation of the RV during the four weeks of study. For the exams, the goats were sedated with ketamina (10 mg/kg intramuscular) and maintained in the left lateral position during the examinations. We used ACUSON Cypress echocardiography machine (Siemens, Munich, Germany) and multifrequency sector transducer (1.8 to 3.6 MHz) to obtain the images and flow analyses. The thicknesses of the interventricular septum (IVS) and LV posterior wall were measured in two-dimensional echocardiogram at the end of diastole through the longitudinal parasternal section at the height of the mitral valve cusps19. The thickness of the RV free wall was obtained in the cross-sectional parasternal section (at the height of the great vessels and at the level of the papillary muscles) and in the longitudinal four-chamber section in the region where its boundaries are more easily viewed. Then, we obtained the arithmetic mean of these values. Also in the longitudinal four-chamber section, we measured the end diastolic diameter (EDD) and end diastolic volumes (EDV) and end systolic volumes (ESV) of the RV through the modified Simpson method19, and from the latter, we obtained the calculation of the RV ejection fraction (RVEF)20, according to the formula:
Normal values of RVEF were considered at or above 55%21. As the most reliable parameter of RV performance, we calculated the myocardial performance index of the RV myocardial (MPIVD) according to the formula:
where TCIV is the isovolumetric contraction time, TRIV, isovolumetric relaxation time and ET, ejection time. The values were obtained in longitudinal four-chamber section, positioning the sample volume at the center of the tricuspid valve annulus, measuring the time interval between the onset of valve closure to the beginning of the next diastole (time a). The RV ejection time was calculated with the sample volume located in the RV outflow (time b) through the parasternal short axis. Subtracting the time a for b, we obtain TCIV + TRIV. This value was then divided by the TE, producing MPIVD22.
After euthanasia, the heart were then removed from the thorax and the ventricular and septal walls were separated according to the technique of Fulton et al23. Then, the RV, LV and IVS were weighed in a digital scale METTLER AE-200 (Mettler-Toledo AG, Greifensee, Switzerland). Due to variations in animal weight, measurements were standardized by means of indexation of weight of heart muscle mass according to animals' body weight, as suggested by Bishop and Cole24.
After weighing, samples were collected from each of the cardiac walls for evaluation of water content (WC). The initial weight (IW) of each sample was determined. Then, they were wrapped in aluminum foil and properly identified before being placed in an incubator (temperature: 55-60°C). After about 70 hours of dehydration, each sample was weighed again to determine the dry weight (Wd). The water content percentage was then determined through the following formula, assuming that the water distribution was homogeneous in the septum and ventricles:
The water contents of heart muscle mass of Conventional and Intermittent groups were compared to the Control group, in order to clarify whether the RV weight gain was associated with myocardial edema or actual acquisition of muscle mass.
The normal distribution of each variable was assessed using the Kolmogorov-Smirnov test. The mean hemodynamic and echocardiographic variables were compared between groups and throughout the protocol through two-factor analysis of variance (ANOVA) for repeated measures followed by Bonferroni multiple comparisons. The values of mass and water content of the RV, LV and IVS were compared by means of one-way ANOVA, followed by Bonferroni multiple comparisons. The systolic overload imposed on the RV of the Continuous and Intermittent groups was assessed by calculating the areas under the curve (trapezoidal method). The comparison between these areas was performed through unpaired Student's t test. The values are presented as mean ± standard deviation (SD). For all cases, the significance level was 5%. Statistical analyses were performed with software applications using the program GraphPad Prism v.4 (San Diego, CA - USA) and SigmaStat v.3.11.0 (Systat Software, Inc., San Jose, CA, USA).
Systolic overload generated by the PT banding in the Conventional and Intermittent groups, throughout the protocol, is shown in
The baseline pressure ratio RV/Ao was similar in study groups. As intended with the surgery, it was possible to achieve a pressure ratio between RV and Ao of 0.7. However, we noted a significant decrease in the ratio of this Conventional group, from the first week (p < 0.05), which was maintained throughout the study period. In the Intermittent group, facing the possibility of daily adjustment of banding, the maximum RV/Ao ratio remained around 0.7 throughout the study period, unlike the Conventional group (p < 0.05), except for a significant reduction in the fourth week, with recovery of the relationship at the time of euthanasia (
The preoperative evaluation of the thickness of the RV free wall revealed no differences between stimulated groups and the Control group. From the second week of study, the Intermittent group presented a 37.2% increase of the RV thickness compared to baseline values (p < 0.05), whereas in the Conventional group, no change was observed in this wall during the four weeks of continuous overload (
The RV ejection fraction in both groups remained constant, with no statistical difference by two-factor analysis of variance (p = 0.45).
Similar to the ejection fraction, there was no significant variation of the RV end diastolic diameter over time or between groups in four weeks (p = 0.42).
In addition to the RV end diastolic diameter, there were also no differences in RV end-diastolic volume during the systolic overload protocol in relation to the preoperative echocardiographic assessment, in none of the groups or among them (p = 0.70).
Weight data of ventricular cavity masses indexed to the weight of each animal are shown in
This study has was clearly attested the easiness in handling pressure gradients using adjustable banding, and, consequently, higher pressure gradients were achieved, which could reduce many of the setbacks reported in myocardial preparation in adults, such as inaccurate adjustments of banding and the need for re-interventions11,12. Although it has been subjected to a smaller area of systolic overload, the Intermittent group was found to be more likely to gain ventricular mass, which was approximately 75% of the gain observed in young animals subjected to the same systolic overload protocol, but with a training time seven times smaller15. That corroborates the differences found between infants and adults in ventricular preparation studies, with great variability in time and increased risk of early and late ventricular failure in adults25-27. Moreover, traditional banding confirmed the difficulties faced in surgeries in adolescents, when small banding adjustments caused severe hemodynamic instability in animals, determining repeated adjustments and a time-consuming and hard surgical procedure, in line with clinical studies. Despite the difficulties faced with conventional banding, it was possible to reach the RV/Ao ratio desired in all animals in the Conventional group during surgery. However, the intraoperative adjustment was less accurate after anesthetic recovery, with a drop in the RV/Ao ratio, as reported in several clinical and experimental studies, incurring loss of the gradient intended along the desired protocol, either by dilation or dysfunction of subpulmonary chamber28,29.
The 33% increase observed in the RV free wall thickness in the Intermittent group corresponded to about 25% of the increase found in the study of young animals, corroborating the findings of a smaller increase in ventricular mass in adult animals, over a longer time of hypertrophic stimulus15. The most evident RV free wall thickness appeared as early as in the second week and remained constant thereafter. It is difficult to say that the ventricular hypertrophic process in humans would be the same, given the differences between species. However, there is a remarkable tendency to reduce the preparation time with the intermittent banding. Concerning the functional assessment of the RV preparation, the ejection fraction showed no differences at rest. However, the MPIVD has proven to be a valuable tool for assessing right ventricular function22,30. The analysis of this parameter revealed the functional supremacy of the ventricular preparation observed in the animals of the Intermittent group, over its lower indexes of MPIVD. This finding may be due to the benefit of resting periods interspersed with intermittent pressure overload. As in young animals, perhaps these resting intervals over the protocol may optimize the subendocardial coronary flow and consequently a larger input of substrates for myocardial hypertrophic process, thereby limiting the severity of systolic stress imposed on the RV of the continuous group31,32. As athletic training promotes a physiological ventricular hypertrophy without myocardial dysfunction33, we tried to implement in ventricular preparation some principles already adopted for some athletes. Among them, periods of intense training interspersed with periods of rest, which would allow the replacement of intracellular muscle stores, gradually adapting the muscles to the new pressure condition.
Before the finding of mass gain of the RV in stimulated groups, we tried to analyze potential morphological substrates to justify such increase. Initially, we measured the water content in myocardial tissues to identify a potential edema, which would increase weight and thickness of muscle masses, which did not occur significantly. This study consistently demonstrates the hypertrophy ability in the mature myocardium by means of increased weight and thickness of the RV, with a trend toward superiority over the Intermittent group. French researchers evaluated the retraining of the myocardium of adult sheep, identifying foci of fibrosis in animals subjected to conventional banding, as opposed to those undergoing intermittent banding16, which may be one of the substrates for a worse functional performance. Vida et al34 compared the ventricular adaptive process of young and adult rats undergoing pulmonary trunk banding. The authors found a greater accumulation of collagen in adult hearts. The intermittent stimulation of this study promoted hypertrophy with less imposition of ventricular overload. With this, it would be natural to propose such a pressure system as a healthier alternative to the traditional model of preparation. Perrino et al35 studied the LV from mice undergoing physiological stimuli of hypertrophy, such as running and swimming, compared with fixed intermittent pressure overload by aortic banding. The authors demonstrated that the fixed overload triggered ventricular dysfunction, while the intermittent overload maintained the ventricular function, similar to physiological stimuli (running and swimming). However, when molecular markers of hypertrophy were analyzed, it was noticed that there were pathological signs in both types of artificial overload, both fixed and intermittent, unlike physiological stimuli.
In the clinical setting, assessment of LV preparation in adult patients takes into account some factors: pressure ratio of morphological LV/proper systemic pressure with good ventricular function, good inotropic response and hypertrophy triggered by systolic overload of the banding. However, not infrequently, patients have left ventricular dysfunction after anatomic correction, even requiring cardiac transplantation. Some clinical studies have reported an inability to perform ventricular preparation in patients who have reached adolescence, due to the difficulty to obtain ventricular hypertrophy without causing dysfunction in these patients8,11. Other authors conclude that age is a major risk factor for the development of adaptive changes34. Hence, in the future, protocols of intermittent overload, similar to those tested in this study, could be suggested for these patients, in order to promote an effective hypertrophy, without any damage to the myocardial tissue, preventing the development of ventricular dysfunction.
This study has the limitations inherent to an experimental study, and the main one lies in the fact that PB in experimental animals promotes upgrading of the RV, while in patients with TGA and c-TGA, PB promotes the preparation of the LV. The observation of the trend towards smaller hypertrophy in the Conventional group may reflect the difficulty in preparing mature myocardium in clinical practice, as well as the need for longer periods of stimulation to achieve that end. Although magnetic resonance imaging is currently the standard for morphological and functional assessment of RV36,37, in this study, we could not rely on such examination, which would certainly enrich the findings. Despite this, RV function was estimated by the same observer (MCDA), using the same method for all animals, which minimizes the variability between the two diagnostic approaches. Histological and energy metabolism studies in these animals are underway in our laboratory to support the functional evidence found in this study.
The banding of the pulmonary trunk promoted RV hypertrophy in both study groups of adult goats, either conventionally or intermittently over the four weeks with no significant accumulation of water. Despite the lower RV systolic overload imposed on the Intermittent group, this group presented larger systolic peak gradients, greater variation in thickness of the RV free wall and greater muscle mass per unit of overload. The hypertrophy promoted by the intermittent overload provided better performance of the right ventricle during the study. Probably the most physiological ventricular preparation of adolescents with TGA or c-TGA with systemic ventricle failure would benefit from intermittent systolic overload to promote an effective hypertrophy, with preservation of left ventricular function.
The authors acknowledge the support provided by directors of SILIMED, Rio de Janeiro, and its division of Product Development, by Ana Soares and André Esteves, for the valuable help in improving the prototype used in adult animals.
No potential conflict of interest relevant to this article was reported.
This study was funded by FAPESP.
This article is part of the thesis of doctoral submitted by Leonardo Augusto Miana, from
FUNDAMENTO: La transposición corregida de las grandes arterias frecuentemente evoluciona con disfunción ventricular derecha. La preparación ventricular para la corrección anatómica en pacientes adultos presenta resultados desalentadores. OBJETIVO: Analizar la hipertrofia del ventrículo derecho (VD) inducida por dos tipos de vendaje pulmonar (VP), convencional e intermitente en animales adultos. MÉTODOS: Diecinueve cabras adultas fueron divididas en tres grupos: Convencional (seis animales), Intermitente (seis animales) y Control (siete animales). El grupo Convencional fue sometido al VP fijo con cinta cardíaca, mientras que en el grupo Intermitente fue usado dispositivo de VP ajustable, que generaba sobrecarga sistólica por 12 horas, alternada con 12 horas de descanso del VD. Las presiones de VD, tronco pulmonar y aorta fueron medidas durante todo el estudio. Ecocardiograma fue realizado semanalmente. Después de cuatro semanas, los animales fueron eutanasiados para evaluación morfológica de los ventrículos. El grupo Control fue sometido a eutanasia para análisis en condiciones basales. RESULTADOS: La sobrecarga presórica fue menor en el grupo Intermitente (p=0,001), comparada al grupo Convencional. Hubo aumento en el espesor del VD del grupo Intermitente, medida por el ecocardiograma, comparado a su momento basal (p<0,05). El índice de performance miocárdica del VD fue mejor en el grupo Intermitente (p=0,024), comparado al Convencional. Los grupos estimulados presentaron aumento de la masa muscular en comparación al grupo Control (p=0,001). No hubo diferencia en el contenido de agua miocárdica. CONCLUSIÓN: EL VP intermitente desarrolló hipertrofia de mejor desempeño funcional, sugiriendo este protocolo como método preferencial de preparación ventricular.
IInstituto do Coração da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo, São Paulo, SP
IIUniversidade Federal de Juiz de Fora, Juiz de Fora, MG - Brasil
Correspondencia
La disfunción tardía del ventrículo derecho (VD) sistémico es una complicación de relativa frecuencia en pacientes portadores de transposición de las grandes arterias (TGA) operados en el plano atrial o en aquellos con transposición corregida de las grandes arterias (TCGA)1-4. Desde el final de los años 80, diversos autores vienen reportando resultados satisfactorios realizando una operación que busca la corrección anatómica de esas afecciones, mediante la inversión arterial (cirugía de Jatene)5, asociada a la inversión atrial6-9. Esa operación fue consagrada con el nombre de "
Este estudio fue aprobado por la Comisión de Ética para Análisis de Proyectos de Investigación del HC - FMUSP (protocolo 621/05) y realizado en la División de Fisiología Aplicada del Incor - HC - FMUSP, de acuerdo con las normas de uso de animales en enseñanza e investigación de la Comisión de Fiscalización de Investigación Animal (Cofipa).
Fueron utilizadas 19 cabras adultas, divididas en tres grupos: Control (n=7, peso = 28,74 ± 4,13 kg, ningún procedimiento quirúrgico), Convencional (n=6, peso = 26,33 ± 2,32 kg, VP con sobrecarga sistólica continua del VD) e Intermitente (n=6, peso = 25,17 ± 2,48 kg, VP con dispositivo ajustable y 12 horas/día de sobrecarga sistólica intermitente del VD).
Los animales fueron pesados y examinados por veterinario para descartar enfermedades preexistentes. Fue realizada evaluación ecocardiográfica basal para certificación de la inexistencia de alteraciones anatómicas o morfológicas previas al procedimiento.
El pre anestésico fue hecho con xilazina 2%, en la dosis de 0,1 mg/kg, intramuscular (IM). La inducción anestésica fue obtenida con propofol 1% (7 mg/kg) intravenoso (IV) para intubación orotraqueal. Los animales fueron mantenidos en ventilación mecánica (Takaoka Fuji Maximus, Son Paulo, SP), con oxígeno de 60% - 100%, volumen corriente de 10 ml/kg y inhalación de isoflurano (1 a 2%). Las cabras fueron posicionadas en decúbito lateral derecho, monitoreadas con electrocardiograma continuo (ECG) y línea de presión arterial invasiva continua, medida por medio de cateterismo de la arteria auricular izquierda con catéter
Las cabras fueron preparadas para procedimiento estéril (antisepsia con iodopovidona). Fue realizada toracotomía lateral izquierda en el 4º espacio intercostal y fueron implantados catéteres
El dispositivo fue desarrollado en colaboración con la SILIMED, industria de silicona e instrumental médico-quirúrgico y hospitalario Ltda., Rio de Janeiro, RJ. Es constituido por tres partes: anillo de vendaje, tubo extensor y botón de insuflación (
Grupo convencional
El entrenamiento del VD fue iniciado en la cirugía de implante del vendaje. Los animales permanecieron en sobrecarga sistólica continua del VD por un período de cuatro semanas, con vendaje fijo convencional, ajustado el día de la cirugía. Con el animal consciente y inmovilizado en la camilla especial, las presiones de VD, TP y Al fueron anotadas dos veces por semana. El gradiente presórico entre VD y TP y la relación de presiones entre el VD y la Al fueron obtenidos por la medida de sus respectivas presiones sistólicas.
Grupo intermitente
El entrenamiento del VD fue iniciado después de recuperación plena de la cirugía (aproximadamente 60 horas de convalecencia). Como en el grupo Convencional, las presiones basales de VD, TP y Al fueron anotadas con el animal consciente, inmovilizado en camilla especial y con el dispositivo completamente desinsuflado. Después de la lectura de las presiones basales, el dispositivo de vendaje ajustable fue insuflado con suero fisiológico 0,9%, de modo de alcanzar una presión sistólica de VD de aproximadamente 70% de la presión sistólica sistémica, desde que no provocase caída superior a 10% de la última, según descripto en estudios previos15,17,18. A seguir, las presiones fueron medidas nuevamente. La sobrecarga sistólica del VD fue mantenida por un período de 12 horas, después del cual el animal fue nuevamente colocado en la camilla especial para monitoreo hemodinámico. Después de la lectura de presiones, el dispositivo fue desinsuflado y, una vez más, las presiones fueron medidas. El procedimiento de insuflar y desinsuflar el dispositivo fue realizado diariamente por cuatro semanas, siendo que las presiones fueron medidas tres días por semana. En los días alternados, el volumen inyectado correspondió al mismo volumen calculado en el último día de medidas hemodinámicas.
Todos los animales fueron sometidos a evaluación ecocardiográfica previa al inicio del protocolo, así como semanalmente en el post operatorio, para evaluar el proceso de adaptación del VD durante las cuatro semanas de estudio. Para la realización de los exámenes, las cabras fueron sedadas con ketamina (10 mg/kg, vía intramuscular) y mantenidas en decúbito lateral izquierdo durante los exámenes. Se utilizó aparato de ecocardiograma ACUSON Cypres (Siemens, Munich, Alemania) y transductor sectorial multifrecuencial (1,8-3,6 MHz) para la obtención de las imágenes y análisis de los flujos. Los espesores del septo interventricular (SIV) y de la pared posterior del VI fueron medidos en el ecocardiograma bidimensional, en el final de la diástole, a través del corte paraesternal longitudinal a la altura de las cúspides de la valva mitral19. El espesor de la pared libre del VD fue obtenido en el corte paraesternal transverso (a la altura de los vasos de la base y en el nivel de los músculos papilares) y en el corte longitudinal cuatro cámaras, en la región donde sus límites fuesen más fácilmente visibles. A seguir, se obtuvo la media aritmética de esos valores. También en el corte longitudinal cuatro cámaras, fueron medidos el diámetro diastólico final (DDF) y los volúmenes diastólico (VDF) y sistólico (VSF) finales del VD por el método de Simpson modificado (19), siendo que, a partir de este último, se obtuvo el cálculo de la fracción de eyección del VD (FEVD)20, según la fórmula:
Fueron considerados normales valores de FEVD iguales o encima de 55%21. Como parámetro más fidedigno del desempeño del VD, fue calculado el índice de "
donde TCIV es el tiempo de contracción isovolumétrica, TRIV, el tiempo de relajamiento isovolumétrico y TE, el tiempo de eyección. Los valores fueron obtenidos en el corte longitudinal cuatro cámaras, posicionando el volumen de la muestra en el centro del anillo valvar tricúspide, midiéndose el intervalo de tiempo entre el comienzo del cierre valvar hasta el comienzo de la próxima diástole (tiempo a). El tiempo de eyección del VD fue calculado con el volumen de la muestra localizado en la vía de salida del VD (tiempo b), por el corte paraesternal eje corto. Sustrayéndose el tiempo a del b, se obtiene TCIV + TRIV. Ese valor fue entonces dividido por el TE, adquiriéndose el IPMVD22.
Después de la eutanasia, el corazón fue removido del tórax y las paredes ventriculares y septal fueron separadas de acuerdo con la técnica de Fulton et al23. A continuación, el VD, VI y el SIV fueron pesados en balanza digital METTLER AE-200 (Mettler-Toledo AG, Greifensee, Suiça). En razón de la variación de peso de los animales, las medidas fueron normalizadas, por medio de la indexación de peso de las masas musculares cardíacas por el respectivo peso corporal del animal, según sugestión de Bishop y Cole24.
Después de pesados, fueron colectadas muestras de cada una de las paredes cardíacas para evaluación de contenido de agua. El peso inicial (Pi) de cada muestra fue obtenido, siendo entonces acondicionadas en papel aluminio y debidamente identificadas antes de ser colocadas en la estufa (temperatura: 55-60º C). Después de cerca de 70 horas de deshidratación, cada muestra fue nuevamente pesada para obtener el peso seco (Ps). El porcentaje del contenido de agua fue entonces obtenido a través de la siguiente fórmula, asumiendo que la distribución de agua fue homogénea en el septo y en los ventrículos:
Los contenidos de agua de las masas musculares cardíacas de los grupos Convencional y Intermitente fueron comparados a los del grupo Control, con el fin de aclarar si el aumento de peso del VD estaría asociado al edema miocárdico o a adquisición real de masa muscular.
La normalidad de la distribución de cada variable fue evaluada por medio del test de Kolmogorov-Smirnov. Las medias de variables hemodinámicas y ecocardiográficas fueron comparadas entre los grupos y a lo largo del protocolo por medio de análisis de variancia (ANOVA) de dos factores para medidas repetidas, seguida de las comparaciones múltiples de Bonferroni. Los valores de masa y contenido de agua del VD, VI y SIV fueron comparados por medio de ANOVA de un factor, seguido de las comparaciones múltiples de Bonferroni. La sobrecarga sistólica impuesta al VD, de los grupos Continuo e Intermitente, fue evaluada por medio del cálculo de las áreas bajo las curvas (método trapezoidal). La comparación entre esas áreas fue realizada por medio de test
Gradiente de presión VD/TP
La sobrecarga sistólica generada pelador el vendaje del TP en los grupos Convencional e Intermitente, a lo largo de todo el protocolo, está representada en la
Razón de presiones VD/Al
La razón presórica VD/Al basal fue semejante en los grupos de estudio. Según fue visto en la cirugía, fue posible alcanzar una relación presórica entre VD y Al de 0,7. Mientras tanto, se notó caída significativa de esa razón en el grupo Convencional, a partir de la primera semana (p<0,05), que se mantuvo a lo largo del período estudiado. En el grupo Intermitente, frente a la posibilidad de ajuste diario de la vendaje, la relación VD/Al máxima se mantuvo alrededor de 0,7 a lo largo de todo el período de estudio, a diferencia del grupo Convencional (p<0,05), a no ser por una reducción significativa en la cuarta semana, con recuperación de la relación en el momento Eutanasia (
Espesor de las paredes cardíacas
La evaluación preoperatoria del espesor de la pared libre del VD no reveló diferencias entre los grupos estimulados y el grupo Control. A partir de la segunda semana de estudio, el grupo Intermitente presentó un aumento de 37,2% del espesor del VD en relación a la medida basal (p<0,05), mientras que en el grupo Convencional no fue observada modificación de esa pared durante las cuatro semanas de sobrecarga sistólica (
Fracción de eyección del VD
La fracción de eyección del VD en los dos grupos se mantuvo constante, no habiendo diferencia estadística por el análisis de variancia de dos factores (p=0,45).
Diámetro diastólico final del VD
Similarmente a la fracción de eyección, no fue observada variación significante del diámetro diastólico final del VD con el tiempo o entre los grupos, en las cuatro semanas (p=0,42).
Volumen diastólico final del VD
Paralelamente al diámetro diastólico final del VD, tampoco fueron observadas diferencias en el volumen diastólico final del VD a lo largo del protocolo de sobrecarga sistólica, en relación a la evaluación ecocardiográfica pre operatoria, en ninguno de los grupos ni entre ellos (p=0,70).
Índice de "
La
Pesaje de las masas cardíacas
Los datos de peso de las masas de las cavidades ventriculares, indexadas para el peso de cada animal, están representadas en la
Contenido de agua
La
En el presente estudio, quedó claramente demostrada la mayor facilidad en el manejo de los gradientes presóricos con el uso del vendaje ajustable, y, consecuentemente, mayores gradientes presóricos fueron alcanzados, lo que podría minimizar muchos de los contratiempos referidos en la preparación del miocardio adulto, como la imprecisión del ajuste del vendaje y la necesidad de reintervenciones11,12. Aunque haya sido sometido a una menor área de sobrecarga sistólica, el grupo Intermitente presentó una tendencia a mayor aumento de masa ventricular, que fue de aproximadamente 75% del aumento observado en animales jóvenes, sometidos al mismo protocolo de sobrecarga sistólica, aunque con un tiempo de entrenamiento siete veces menor15. Eso corrobora las diferencias encontradas entre lactantes y adultos en estudios de preparación ventricular, con gran variabilidad en el tiempo necesario y riesgo aumentado de insuficiencia ventricular precoz y tardía en los adultos25-27. Además de eso, el vendaje tradicional confirmó las dificultades encontradas en la cirugía de adolescentes, cuando pequeños ajustes en el vendaje provocaron intensa inestabilidad hemodinámica en los animales, determinando repetidos reajustes y un acto quirúrgico más demorado y laborioso, en consonancia con los estudios clínicos. A pesar de las dificultades encontradas con el vendaje convencional, fue posible alcanzar la relación VD/Al deseada en todos los animales del grupo Convencional en el acto quirúrgico. Entre tanto, el ajuste obtenido en el intraoperatorio se volvía menos preciso después de la recuperación anestésica, con caída de la relación VD/Al, según relatado en varios estudios clínicos y experimentales, incurriendo en pérdida del gradiente pretendido a lo largo del protocolo, sea por dilatación o por disfunción de la cámara subpulmonar28,29.
El aumento de 33% observado en el espesor de la pared libre del VD en el grupo Intermitente correspondió a cerca de 25% del aumento encontrado en el estudio de animales jóvenes, corroborando los hallazgos de un menor aumento de masa ventricular en animales adultos, durante un tiempo más prolongado de estímulo hipertrófico15. Las alteraciones más evidentes de espesor de la pared libre del VD aparecieron en la segunda semana y se mantuvieron constantes posteriormente. Es difícil afirmar que el proceso hipertrófico ventricular en humanos sería el mismo, dadas las diferencias entre las especies. Entre tanto, se nota significativa tendencia de disminución del tiempo de preparación con el vendaje intermitente. En relación a la evaluación funcional de la preparación del VD, la fracción de eyección no evidenció diferencias en reposo. Mientras tanto, el IPMVD se ha mostrado una herramienta valiosa para la evaluación de la función ventricular derecha22,30. El análisis de ese parámetro permitió constatar la supremacía funcional de la preparación ventricular observada en los animales del grupo Intermitente, mediante sus menores índices de IPMVD. Ese hallazgo puede ser consecuencia del beneficio de los períodos de descanso intercalados con la sobrecarga sistólica intermitente. Como en los animales jóvenes, tal vez estos intervalos de descanso a lo largo del protocolo puedan optimizar el flujo coronario subendocárdico y, consecuentemente, mayor aporte de sustratos para el proceso hipertrófico del miocardio, limitando así la severidad del estrés sistólico continuo impuesto al VD del grupo continuo31,32. Como el entrenamiento atlético promueve una hipertrofia ventricular fisiológica, sin disfunción miocárdica33, se procuró trasponer para la preparación ventricular algunos principios ya adoptados para los atletas. Entre ellos, períodos de entrenamiento intenso intercalados con períodos de descanso, lo que permitiría al músculo reposición de sus stocks intracelulares, adaptándolo gradualmente a la nueva condición presórica.
Delante del hallazgo de aumento de masa del VD en los grupos estimulados, se procuró analizar los posibles sustratos morfológicos para justificar este incremento. Inicialmente, fue evaluado el contenido de agua en los tejidos miocárdicos, para identificar posible edema, que promovería aumento del peso y del espesor de las masas musculares, lo que no ocurrió de modo significativo. El presente estudio comprueba de forma consistente la posibilidad de hipertrofia en el miocardio maduro, mediante la obtención de aumento en el peso y espesor del VD, con tendencia a la superioridad para el grupo Intermitente. Investigadores franceses evaluaron el reentrenamiento del miocardio de ovejas adultas, identificando focos de fibrosis en los animales sometidos al vendaje convencional, diferentemente de los sometidos al vendaje intermitente16, lo que puede ser uno de los sustratos para un peor desempeño funcional. Vida et al34 compararon el proceso adaptativo ventricular de ratones jóvenes y adultos sometidos al vendaje del tronco pulmonar. Los autores encontraron mayor acumulación de colágeno en los corazones adultos. El estímulo intermitente del presente estudio promovió hipertrofia con menor imposición de sobrecarga ventricular. Con eso, natural sería proponer tal régimen presórico como una alternativa más saludable al modelo tradicional de preparación. Perrino et al35 estudiaron el VI de ratones sometidos a estímulos fisiológicos de hipertrofia, como correr y nadar, comparados con sobrecargas presóricas fijas e intermitentes, por medio de vendaje de la aorta. Los autores demostraron que la sobrecarga fija desencadenó disfunción ventricular, mientras que la sobrecarga intermitente mantuvo la función ventricular, a semejanza de los estímulos fisiológicos (correr y nadar). Entre tanto, cuando marcadores biomoleculares de hipertrofia fueron analizados, se percibió que había señalización patológica en ambos tipos de sobrecarga artificial, fija y intermitente, diferentemente de los estímulos fisiológicos.
En el escenario clínico, la evaluación del preparación del VI en pacientes adultos toma en consideración algunos factores: relación presórica del VI morfológico/presión sistémica adecuada con buena función ventricular, buena respuesta inotrópica y obtención de hipertrofia desencadenada por la sobrecarga sistólica del vendaje. Mientras tanto, no raro, pacientes presentan disfunción ventricular después de la corrección anatómica, algunos hasta aun necesitando transplante cardíaco. Algunos estudios clínicos relatan la imposibilidad de realizar la preparación ventricular en pacientes que ya llegaron a la adolescencia, tamaña es la dificultad para obtener hipertrofia ventricular sin provocar disfunción en estos pacientes8,11. Otros autores concluyen que la edad es el mayor factor de riesgo para el desarrollo de cambios mal adaptativos34. Con eso, en el futuro, protocolos de sobrecarga intermitente, semejantes al probado en este estudio, podrían ser sugeridos en esos pacientes, procurando promover hipertrofia efectiva, sin daño al tejido miocárdico, evitando el desarrollo de disfunción ventricular.
El presente estudio posee las limitaciones inherentes a un estudio experimental, y el principal de ellos reside en el hecho de que el VP en animales de experimentación promueve readaptación del VD, mientras que en pacientes portadores de TGA y TCGA, el VP promueve la preparación del VI. La observación de la tendencia a la menor hipertrofia en el grupo Convencional puede reflejar la dificultad en la preparación de miocardios maduros en la práctica clínica, como también la necesidad de períodos más prolongados de estímulo para alcanzar tal efecto. Aunque la resonancia nuclear magnética sea actualmente el estándar de referencia para evaluación morfológica y funcional del VD36,37, en el presente estudio no fue posible contar con el auxilio de ese examen, que seguramente enriquecería los hallazgos. A pesar de eso, la función del VD fue estimada por el mismo observador (MCDA), usando el mismo método para todos los animales, lo que minimiza la variabilidad entre los dos abordajes diagnósticos. Estudios histológicos y del metabolismo energético en esos animales están en andamiento en nuestro laboratorio para corroborar las evidencias funcionales encontradas en el presente estudio.
El vendaje del tronco pulmonar promovió hipertrofia del VD en ambos grupos de estudio de cabras adultas, ya sea de forma convencional, o sea de forma intermitente, a lo largo de las cuatro semanas, sin que eso fuese acompañado por acumulación significativa de agua. A pesar de la menor sobrecarga sistólica impuesta al VD del grupo Intermitente, fueron observados, en este grupo, mayores picos de gradientes sistólicos, mayor variación del espesor de la pared libre del VD y mayor aumento de masa muscular por unidad de sobrecarga. La hipertrofia promovida por la sobrecarga intermitente proporcionó un mejor desempeño del ventrículo derecho, a lo largo del estudio. Probablemente, la preparación ventricular más fisiológica de adolescentes portadores de TGA o TCGA, con ventrículo sistémico insuficiente sería beneficiada con la sobrecarga sistólica intermitente, buscando promover una hipertrofia efectiva, con preservación de la función ventricular izquierda.
Los autores agradecen el apoyo prestado por los directores de la SILIMED, Rio de Janeiro, RJ, y por su división de Desarrollo de Productos, en las personas de Ana Soares y André Esteves, por la valiosa ayuda en el mejoramiento del prototipo utilizado en animales adultos.
Declaro no haber conflicto de intereses pertinentes.
El presente estudio no tuvo fuentes de financiación externas.
Este artículo es parte de tesis de Doctorado de Leonardo Augusto Miana por el