TÍTULO: ESTUDO MORFOLÓGICO DO FÍGADO DE ANIMAIS SUBMETIDOS À ISQUEMIA E REPERFUSÃO INTESTINAL PRÉ- TRATADOS COM ATENOLOL
TÍTULO:
CATEGORIA: CONCLUÍDO CATEGORIA:
ÁREA: CIÊNCIAS BIOLÓGICAS E SAÚDE ÁREA:
SUBÁREA: BIOMEDICINA SUBÁREA:
INSTITUIÇÃO: CENTRO UNIVERSITÁRIO DAS FACULDADES METROPOLITANAS UNIDAS INSTITUIÇÃO:
AUTOR(ES): VANESSA COELHO GASPAR AUTOR(ES):
ORIENTADOR(ES): ITAMAR SOUZA DE OLIVEIRA JUNIOR ORIENTADOR(ES):
COLABORADOR(ES): ANDRÉA RAMOS LIRA COLABORADOR(ES):
CENTRO UNIVERSITÁRIO DAS FACULDADES
METROPOLITANAS UNIDAS
NÚCLEO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS E DA SAÚDE
CURSO DE BIOMEDICINA
VANESSA COELHO GASPAR
ESTUDO MORFOLÓGICO DO FÍGADO DE ANIMAIS SUBMETIDOS À ISQUEMIA E REPERFUSÃO INTESTINAL PRÉ-TRATADOS COM ATENOLOL
SÃO PAULO 2014
ESTUDO MORFOLÓGICO DO FÍGADO DE ANIMAIS SUBMETIDOS À ISQUEMIA E REPERFUSÃO INTESTINAL PRÉ-TRATADOS COM ATENOLOL
Vanessa Coelho Gaspar1, Andréa Ramos Lira2, Itamar Souza de Oliveira Junior3 1Aluna de Iniciação Científica do Centro Universitário das Faculdades Metropolitanas
Unidas; 2Co-Orientadora Especialista da Divisão de Transplante Hepático do
Hospital Beneficência Portuguesa de São Paulo; 3Docente-Orientador do curso de
Biomedicina do Centro Universitário das Faculdades Metropolitanas Unidas e do Programa de Pós-Graduação em Medicina Translacional da Universidade Federal de São Paulo.
1. RESUMO
Introdução: A isquemia mesentérica intestinal aguda é uma emergência clinica/
cirúrgica que pode levar o paciente a óbito devido a uma obstrução transitória, parcial ou total de uma artéria ou veia mesentérica, superior ou inferior, causando diminuição ou cessação do fluxo sanguíneo levando a complicações em todo o sistema. A necessidade do reestabelecimento do fluxo sanguíneo (reperfusão) imediata é essencial para evitar lesão tecidual e consequentemente a necrose.
Objetivo: Nosso objetivo visou avaliar o tecido hepático de ratos submetidos à
isquemia-reperfusão intestinal e pré-tratados com atenolol. Metodologia: Para a realização da pesquisa utilizamos 18 ratos Wistar (adultos), e divididos em: Grupo I (n=6) o controle; Grupo II (n=6) submetidos a isquemia por 45 minutos e reperfusão por 120 minutos; e Grupo III (n=6) com infusão prévia de atenolol seguido de isquemia por 45 minutos e reperfusão por 120 minutos. Os animais sob anestesia foram submetidos a uma laparotomia mediana e os animais do Grupo II e Grupo III tiveram artéria mesentérica superior clampeada por 45 minutos e a reperfusão se deu por 120 minutos. Ao final do experimento retiramos uma parte do fígado que foi submetido a análise histológica e as lâminas coradas pela técnica de hematoxilina-eosina. Resultados: Os resultados demonstraram que os animais do Grupo II apresentaram áreas com vacuolização do citoplasma e infiltrado de leucócitos polimorfonucleares, por outro lado os animais do Grupo III apresentaram evidente redução destes sinais. Conclusão: Conforme a análise histológica pode-se observar que o atenolol foi efetivo na proteção hepática.
2. INTRODUÇÃO
A isquemia e reperfusão constituem a fisiopatologia de muitas situações médicas diárias, como grandes operações e transplante de órgãos. No entanto, as taxas de morbidade e mortalidade relacionadas com a lesão que acompanha esses processos levaram a pesquisar sobre os procedimentos que podem interferir direta ou indiretamente para reduzir a lesão do tecido (BLANKENSTEIN e TERPSTRA, 1991; BELZER e SOUTHERLAND, 1998).
Embora o benefício da reperfusão seja inquestionável, dada a associação entre a duração da isquemia e reversibilidade do dano gerado, a reintrodução de oxigênio em um ambiente isquêmico inicia uma complexa cadeia de eventos que culmina em lesões teciduais adicionais, a partir da qual se destaca a migração, adesão, ativação de leucócitos e a produção de radicais livres de oxigênio (SLATER, 1984; McCORD, 1985; STHAL et al., 1989; KOMATSU et al., 1992; SHREENIWAS et al., 1992; ARNOULD et al., 1993; ZIMMERMAN e GRANGER, 1994; MAIER e BULGER, 1996; SCANNELL, 1996; ABU-ELMAGD e BOND, 2003).
Assim a disfunção endotelial é de grande importância, pois se caracteriza pela diminuição da produção de óxido nítrico (NO) que deriva das células endoteliais, músculo liso, macrófagos, entre outras e esta redução parece ocorrer por conta da inibição da oxidação de lipoproteínas de baixa densidade (RUFFOLO e FEUERSTEIN, 1997; ABE et al., 2009).
Desta forma a disponibilidade de NO se demonstrou benéfica em vários modelos experimentais, uma vez que a infusão de doadores de NO ou suplementação com precursores de NO minimizou a lesão com melhora na microcirculação hepática (LIU et al., 2000; SCHWENTKER e BILLIAR, 2002; VARDANIAN et al., 2008; KNOTT e BOSSY-WETZEL, 2009).
Os mecanismos acima mencionados, especialmente a produção de espécies reativas de oxigênio e a indução de resposta inflamatória, são responsáveis pela disfunção orgânica no local afetado. No entanto, o processo de lesão inerente a isquemia e reperfusão não esta restrito ao local diretamente afetado, mas também afeta órgãos distantes como a resposta inflamatória sistêmica secundária que pode, na pior das hipóteses, levar à disfunção de múltiplos órgãos, ou seja, a isquemia
seguida de reperfusão pode resultar em danos a órgãos distantes (TERADA et al., 1992). Neste contexto, estudos anteriores demonstraram que o atenolol (AT), um agente beta-bloqueador (adrenérgico) amplamente utilizado em doenças do coração e na hipertensão arterial sistêmica, reduz o dano causado pelo processo anterior (TAHA et al., 2010; CAMPOS et al., 2012). No entanto, os mecanismos pelos quais o atenolol age ainda não estão esclarecidos.
3. OBJETIVOS
Investigar as alterações funcionais e estruturais do fígado de animais submetidos à isquemia e reperfusão intestinal pré-tratados com atenolol.
4. MÉTODOS
Para a realização do estudo o mesmo obteve aprovação pelo Comitê de Ética em Pesquisa da Universidade Federal de São Paulo (5980160514/24) e os procedimentos foram realizados seguindo as normas do Colégio Brasileiro de Experimentação Animal (COBEA) e do “National Institutes of Health (NIH) Guidelines Regarding Animal Experimentation” (EUA). Utilizamos 18 ratos Wistar, machos, EPM1, pesando entre 220 e 280 g, fornecidos pelo Centro de Desenvolvimento de Modelos Experimentais para Medicina e Biologia da Universidade Federal de São Paulo – Escola Paulista de Medicina. Os animais foram mantidos no Biotério da Disciplina de Cirurgia Experimental por um período de 24 horas antes do início do experimento, para a adaptação às condições locais de confinamento em gaiolas próprias. Os animais foram mantidos sob condições padronizadas de luminosidade (ciclo claro/escuro de 12:12 horas), umidade (60-70%), temperatura ambiente (22ºC) e alimentação ad libitum.
5. DESENVOLVIMENTO
Os animais foram distribuídos, por sorteio, em três grupos (n= 6/grupo): Grupo I: realizamos o procedimento cirúrgico (conforme descrição a seguir), mas sem clampeamento da mesentérica; Grupo II: realizamos o procedimento cirúrgico, seguido de infusão de solução salina e 30 minutos depois realizamos o clampeamento da mesentérica por 45 minutos e reperfusão por 120 minutos; Grupo III: realizamos o procedimento cirúrgico, seguido de infusão de atenolol e 30 minutos
depois realizamos o clampeamento da mesentérica por 45 minutos e reperfusão por 120 minutos.
Preparo do atenolol
O atenolol (Sigma, Brasil) foi diluído em solução salina para administração intravenosa (femoral) na dose de 2 mg/kg que foi infundido por 20 minutos antes do clampeamento apenas no Grupo III.
Procedimentos operatórios
Para o procedimento operatório, os animais foram submetidos ao jejum de 8 horas para sólidos e 2 horas para água, sendo então pesados em balança de precisão e anestesiados com injeção intraperitoneal de cloridrato de cetamina (50 mg/kg) e cloridrato de xilazina (10 mg/kg) até abolição dos reflexos corneanos, palpebral e cutâneo. Os animais anestesiados foram colocados em decúbito dorsal sobre a mesa cirúrgica e imobilizados com fita adesiva em posição supina. Os pelos da região abdominal foram retirados com creme depilatório, antissepsia com solução de álcool iodado a 2% e delimitação da área operatória com campos cirúrgicos.
Foi realizada uma laparotomia mediana longitudinal, com quatro centímetros de comprimento, iniciando-se abaixo do processo xifóide, em sentido crânio-caudal, com diérese dos planos anatômicos. Após a laparotomia, foi identificada a artéria mesentérica superior que foi submetida ao processo abaixo descrito.
Procedimento de Isquemia-Reperfusão e Ventilação Mecânica
A artéria mesentérica intestinal foi individualizada, nos Grupos II e III, com a dissecção e isolamento da mesma sendo realizado seu clampeamento com uso de miniclampes metálicos específicos (Bulldog®, Harvard Apparatus, MA, EUA) por um período de 45 minutos e a reperfusão se deu pela retirada do miniclampe por 120 minutos.
Os animais foram ventilados (Harvard Ventilator, Harvard Apparatus, EUA) com ar ambiente na frequência respiratória de 60-70 ciclos por minuto e volume corrente de 5 mL/kg.
Eutanásia
de solução alta dose anestésica para eutanásia. Imediatamente após a eutanásia retiramos o lobo médio do fígado para análise histológica.
Análise Histológica
Os fragmentos do fígado de cada animal foram convenientemente fixados em formaldeído a 10% tamponado (tampão fosfato) por 8 horas e depois desidratados em concentrações crescentes de álcool etílico, diafanizados pelo xilol e impregnados pela parafina líquida em estufa, regulada à temperatura de 59ºC, segundo a metodologia preconizada para inclusão em parafina. O material foi incluído em parafina e os blocos cortados em micrótomo do tipo Minot (Accu-Cut®, SaKura), ajustado para 4 µm. Alguns cortes assim obtidos foram colocados em lâminas previamente untadas com albumina de Mayer e mantidos em estufa regulada à temperatura de 37 ºC, durante 24 horas, para secagem e colagem. Uma lâmina de cada animal foi então submetida ao método de coloração pela hematoxilina e eosina (H.E) para análise morfológica. Na análise morfológica foi utilizado microscópio de luz, da marca Carl Zeiss, com objetivas variando de 4 a 400 X para caracterização e descrição de cada corte histológico, sendo as imagens apresentadas em 20 µm.
Análise Estatística
Os resultados foram expressos por análise descritiva histopatológica por um patologista que não sabia a que grupo cada lâmina pertencia. Utilizamos para a apresentação dos resultados uma lâmina por grupo escolhida aleatoriamente.
6. RESULTADOS
O Grupo I não demonstrou alterações marcantes, por outro lado os animais do Grupo II apresentaram áreas com vacuolização do citoplasma e infiltrado de leucócitos polimorfonucleares, os animais do Grupo III apresentaram evidente redução destes sinais.
7. CONSIDERAÇÕES FINAIS
Conforme a análise histológica pode-se observar uma lesão considerável no fígado por IR intestinal, o que demonstra a lesão em órgão distante e, que o uso do atenolol levou a uma importante citoproteção hepática apontando para mais pesquisas na área.
8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRAFICAS
ABE, Y., HINES, I., ZIBARI, G., GRISHAM, M.B. Hepatocellular protection by nitric oxide or nitrite in ischemia and reperfusion injury. Arch Biochem Biophys. 2009;484:232-237.
ABU-ELMAGD, K., BOND, G. Gut failure and abdominal visceral transplantation. Proc Nutr Soc 2003;62:727-737.
ARNOULD, T., MICHIELS, C., REMACLE, J. Increased PMN adherence on endothelial cells after hypoxia: involvement of PAF, CD18/CD11b, and ICAM-1. Am J Physiol 1993;264:C1102-1110.
BELZER, F.O., SOUTHERLAND, J.H. Principles of solid-organ preservation by cold storage. Transplantation 1998;45:670-673.
BLANKENSTEIN, J.D., TERPSTRA, O.T. Liver preservation: the past and the future. Hepatology 1991;13:1235-1248.
CAMPOS, V.F., MIRANDA-FERREIRA, R., TAHA, N.S., TEIXEIRA, G.D., SOUZA, W.T., CARMO, C.E., SILVA-NETO, L.A., GOMES, I.T., MONTEIRO, H.P., MONTERO, E.F., FAGUNDES, D.J., CARICATI-NETO, A., TAHA, M.O. Atenolol to treat intestinal ischemia and reperfusion in rats. Transplant Proc 2012;44:1313-1316. KNOTT, A.B., BOSSY-WETZEL, E. Nitric oxide in health and disease of the nervous system. Antioxid Redox Signal. 2009;11:541-554.
KOMATSU, H., KOO, A., GHADISHAH, E., ZENG, H., KUHLENKAMP, J.F., INOUE, M., GUTH, P.H., KAPLOWITZ, N. Neutrophil accumulation in ischemic reperfused rat liver: evidence for a role superoxide free radicals. Am J Physiol 1992;262:G669-676. LIU, P., XU, B., QUILLEY, J., WONG, P.Y. Peroxynitrite attenuates hepatic ischemia-reperfusion injury. Am J Physiol Cell Physiol. 2000;279:C1970-1977.
MAIER, R.V., BULGER, E.M. Endothelial changes after shock and injury. New Horiz 1996;4:211-223.
McCORD, J.M. Oxygen-derived free radicals in postischemic tissue injury. N Engl J Med 1985;312:159-163.
RUFFOLO, R.R.,Jr., FEUERSTEIN, G.Z. Pharmacology of carvedilol: Rationale for use in hypertension, coronary heart disease, and congestive heart failure. Cardiovasc Drugs Ther 1997;11:247-256.
SCANNELL, G. Leukocyte responses to hypoxic/ischemic conditions. New Horiz 1996;4:179-183.
SCHWENTKER, A., BILLIAR, T.R. Inducible nitric oxide synthase: from cloning to therapeutic applications. World J Surg. 2002;26:772-778.
SHREENIWAS, R., KOGA, S., KARAKURUM, M., PINSKY, D., KAISER, E., BRETT, J., WOLITZKY, B.A., NORTON, C., PLOCINSKI, J., BENJAMIN, W., BURNS, D.K., GOLDSTEIN, A., STERN, D. Hypoxia mediated induction of endothelial cell interleukin-1 alpha. An autocrine mechanism promoting expression of leukocyte adhesion molecules on the vessel surface. J Clin Invest 1992;90:2333-2339.
SLATER, T.F. Free-radical mechanisms in tissue injury. Biochem J 1984;222:1-15. STAHL, R.F., DEUTSCH, E., FISHER, C.A., WARSAW, D.S., ADDONIZIO, V.P. Cardiac ischemia and endothelial function in the isolated rabbit heart. J Surg Res 1989;47:97-104.
TAHA, M.O., MIRANDA-FERREIRA, R., SIMÕES, R.S., OLIVEIRA-JÚNIOR, I.S., MODAELLI-FILHO, M.L., MAGALHÃES-JUNIOR, W.F., SOUZA, E.S., LEMOS, J.A., SIMÕES, M.C., CARICATI-NETO, A. Intestinal ischemia-reperfusion is attenuated by treatment with atenolol in rabbits. Transplant Proc 2010;42:451-453.
TERADA, L.S., DORMISH, J.J., SHANLEY, P.F., LEFF, J.A., ANDERSON, B.O., REPINE, J.E. Circulation xanthine oxidase mediates lung neutrophil sequestration after intestinal ischemia and reperfusion. Am J Physiol 1992;263:394-401.
VARDANIAN, A.J., BUSUTTIL, R.W., KUPIEC-WEGLINSKI, J.W. Molecular mediators of liver ischemia and reperfusion injury: a brief review. Mol Med. 2008;14:337-345.
ZIMMERMAN, B.J., GRANGER, D.N. Mechanisms of reperfusion and injury. Am J Med Sci 1994;307:284-292.