Responsiveness to different volume therapies following hemodilution and hemorrhagic shock: a comparative experimental study in rats

Guidelines for volume replacement for acutely hemorrhaged and hemodiluted trauma patients have not been well established. Purpose: To evaluate the effects of acute hemodilution on mean arterial pressure (MAP), and responsiveness of acutely hemodiluted and subsequently hemorrhaged rats to different volume therapies. Methods: 180 rats were hemodiluted to simulate hemorrhaged trauma patients with persistent bleeding after high volume replacement with isotonic solutions. Thirty hemodiluted [Anemia (ANE) group] animals received no further treatment. The remaining 150 animals were subjected to hypovolemic shock and randomized into five groups, according to the treatment option employed: Control (CTL) animals did not receive subsequent treatment after hemorrhagic hypovolemia, SAL4 animals received isotonic saline 4 mL/kg, SAL32 animals received isotonic saline 32 mL/kg, HS animals received hypertonic saline 4 mL/kg and BLD animals received re-infusion of drawn blood. Results: Highest mean arterial pressure (MAP) was achieved by BLD, followed by SAL32 and HS. MAP after treatment of BLD, HS, SAL32 and ANE were higher than CTL (p=0.036). At 85 and 95 minutes of experiment, SAL4, SAL32 and HS presented the lowest hematocrit levels (p<0.01). At day 3, ANE, CTL and HS had the highest hematocrit. SAL4 and CTL groups presented the highest mortality rates. Conclusion: Hypertonic saline is an effective and safe initial therapy for hemodiluted rats undergoing hemorrhagic shock, with an overall outcome comparable to blood replacement or high volume isotonic saline administration.

A conduta para reposição volêmica em pacientes traumatizados, hemodiluídos não está bem estabelecida. Objetivo: Avaliar o efeito da hemodiluição sobre a pressão arterial média (PAM), bem como a resposta de ratos agudamente hemodiluídos e submetidos a choque hemorrágico, à reanimação com diferentes soluções. Métodos: 180 ratos foram hemodiluídos, simulando pacientes traumatizados com sangramento persistente após reposição com soluções isotônicas. Trinta ratos hemodiluídos (grupo ANE) foram observados, sem tratamento. Os demais 150 foram submetidos a choque hipovolêmico e randomizados em 5 grupos segundo a opção terapêutica: CTL (controle), sem tratamento subseqüente após hipovolemia hemorrágica; SAL4 que recebeu 4 mL/kg de salina isotônica; SAL32 que recebeu 32 mL/kg de salina isotônica ; SH que recebeu 4mL/kg de salina hipertônica; e BLD que recebeu reinfusão do sangue removido. Resultados: A pressão arterial média (PAM) mais alta ocorreu no grupo BLD, seguida pelo SAL32, e SH. A PAM após tratamento nos grupos BLD, SH, SAL32 e ANE foram maiores que no CTL (-=0.036). Aos 85 e 95 minutos do experimento, SAL4, SAL32, e SH apresentaram os menores hematócritos (p<0.01). No 3° dia, ANE, CTL e SH apresentaram os maiores hematócritos. SAL4 e CTL apresentaram as maiores taxas de mortalidade. Em conclusão, nossos resultados indicam que a SH é uma terapia inicial efetiva e segura em ratos hemodiluídos, submetidos a hemorrágico choque, com prognóstico comparável à reposição com sangue ou administração de grande volume de solução isotônica.

Obstructive jaundice induces early depression of mitochondrial respiration in rat hepatocytes

INTRODUCTION: Oxidative phosphorylation dysfunction of hepatocyte mitochondria is involved in the pathophysiology of organ dysfunction following obstructive jaundice (OJ). However the time period from biliary occlusion to the occurrence of the dysfunction has not been determined decisively. PURPOSE: To evaluate the early effects (1 d and 7 d) of OJ on liver mitochondria respiratory function in rats. METHODS: Male Wistar rats (200-250 g) were randomly divided into the following 3 groups: laparotomy plus OJ for 24 h (1d group) (n = 10); laparotomy plus OJ for 7 d (7d group) (n = 10); sham control procedure (CTR group) (n = 12). At the end of OJ periods, total serum bilirubin level, hepatic enzyme activity levels (GOT, GTP, Gama-GT, ALP), mitochondrial respiration phases S3 and S4, as well as the respiratory control ratio (RC = S3/S4), and ADP consumption/oxygen consumption (ADP/O) ratio, were determined. RESULTS: Total serum bilirubin, activity of most hepatic enzymes, and O2 consumption during basal (S4) respiration were increased in the 1d and 7d groups (ANOVA, p = 0.05 vs. CTR). After ADP addition, the O2 consumption rate (S3) in the 1d group remained similar to the CTR rate (ANOVA p > .05), while the RC rate was reduced (ANOVA, p = 0.001) vs. CTR. The effects observed on mitochondrial respiration in the 1d group were exacerbated in the 7d group. CONCLUSION: These results indicate that OJ induces early (24 h) depression of liver mitochondria respiration, and thus may lead to early reduction in the production of high energy bonds.

INTRODUÇÃO: A disfunção da fosforilação oxidativa das mitocôndrias do hepatócito está envolvida na fisiopatologia da disfunção orgânica subseqüente à icterícia obstrutiva (IO). Entretanto, a precocidade da ocorrência desta disfunção permanece obscura. OBJETIVO: Avaliar o efeito precoce da IO na função respiratória mitocondrial em ratos. MÉTODOS: Ratos Wistar machos (200 a 250g) foram randomizados em 3 grupos que foram submetidos a laparotomia mais: IO por 24hs (grupo 1d)(n=10); IO por 7 dias (grupo 7d)(n=10; procedimento simulado (grupo CTR)(n=12). Ao final dos períodos de IO, foram determinados: bilirrubina sérica total, atividade de enzimas hepáticas (TGO, TGP, Gama-GT, FA), e as fases S3 e S4 da respiração mitocondrial, bem como o razão do controle respiratório (RC = S3/S4), e a razão entre consumo de ADP/consumo de oxigênio (ADP/O). RESULTADOS: Observou-se significativo aumento de bilirrubina sérica total, enzimas hepáticas, e consumo de O2 durante a respiração basal (S4) no grupo de IO por 24hs (ANOVA, p=0.009). Após adição de ADP, a taxa de consumo de O2 (S3) não diminuiu significativamente no grupo de IO, comparado com o CTR (ANOVA, p>0.05); entretanto, a razão do controle respiratório (RC) foi significativamente mais baixa comparada com o CTR (ANOVA, p=0.001). Os efeitos observados na respiração mitocondrial no grupo do dia 1d estavam exacerbados no grupo 7d. CONCLUSÃO: Estes resultados indicam que a icterícia obstrutiva induz depressão precoce (24hs) da respiração mitocondrial, e pode assim levar à redução da produção de ligações de alta energia.

Obstructive jaundice induces early depression of mitochondrial respiration in rat hepatocytes / A icterícia obstrutiva induz depressão precoce da respiração mitocondrial em hepatócitos de ratos

INTRODUCTION: Oxidative phosphorylation dysfunction of hepatocyte mitochondria is involved in the pathophysiology of organ dysfunction following obstructive jaundice (OJ). However the time period from biliary occlusion to the occurrence of the dysfunction has not been determined decisively. PURPOSE: To evaluate the early effects (1 d and 7 d) of OJ on liver mitochondria respiratory function in rats. METHODS: Male Wistar rats (200-250 g) were randomly divided into the following 3 groups: laparotomy plus OJ for 24 h (1d group) (n = 10); laparotomy plus OJ for 7 d (7d group) (n = 10); sham control procedure (CTR group) (n = 12). At the end of OJ periods, total serum bilirubin level, hepatic enzyme activity levels (GOT, GTP, Gama-GT, ALP), mitochondrial respiration phases S3 and S4, as well as the respiratory control ratio (RC = S3/S4), and ADP consumption/oxygen consumption (ADP/O) ratio, were determined. RESULTS: Total serum bilirubin, activity of most hepatic enzymes, and O2 consumption during basal (S4) respiration were increased in the 1d and 7d groups (ANOVA, p = 0.05 vs. CTR). After ADP addition, the O2 consumption rate (S3) in the 1d group remained similar to the CTR rate (ANOVA p > .05), while the RC rate was reduced (ANOVA, p = 0.001) vs. CTR. The effects observed on mitochondrial respiration in the 1d group were exacerbated in the 7d group. CONCLUSION: These results indicate that OJ induces early (24 h) depression of liver mitochondria respiration, and thus may lead to early reduction in the production of high energy bonds.

INTRODUÇÃO: A disfunção da fosforilação oxidativa das mitocôndrias do hepatócito está envolvida na fisiopatologia da disfunção orgânica subseqüente à icterícia obstrutiva (IO). Entretanto, a precocidade da ocorrência desta disfunção permanece obscura. OBJETIVO: Avaliar o efeito precoce da IO na função respiratória mitocondrial em ratos. MÉTODOS: Ratos Wistar machos (200 a 250g) foram randomizados em 3 grupos que foram submetidos a laparotomia mais: IO por 24hs (grupo 1d)(n=10); IO por 7 dias (grupo 7d)(n=10; procedimento simulado (grupo CTR)(n=12). Ao final dos períodos de IO, foram determinados: bilirrubina sérica total, atividade de enzimas hepáticas (TGO, TGP, Gama-GT, FA), e as fases S3 e S4 da respiração mitocondrial, bem como o razão do controle respiratório (RC = S3/S4), e a razão entre consumo de ADP/consumo de oxigênio (ADP/O). RESULTADOS: Observou-se significativo aumento de bilirrubina sérica total, enzimas hepáticas, e consumo de O2 durante a respiração basal (S4) no grupo de IO por 24hs (ANOVA, p=0.009). Após adição de ADP, a taxa de consumo de O2 (S3) não diminuiu significativamente no grupo de IO, comparado com o CTR (ANOVA, p>0.05); entretanto, a razão do controle respiratório (RC) foi significativamente mais baixa comparada com o CTR (ANOVA, p=0.001). Os efeitos observados na respiração mitocondrial no grupo do dia 1d estavam exacerbados no grupo 7d. CONCLUSÃO: Estes resultados indicam que a icterícia obstrutiva induz depressão precoce (24hs) da respiração mitocondrial, e pode assim levar à redução da produção de ligações de alta energia.

Effects of physical exercise on food intake and body weight: experimental study in tumor-bearing rats

Cancer cachexia is frequently observed in tumor-bearing patients or animals with diabetes-like syndrome. Physical exercise has been shown to reduce insulin requirements in diabetics. Objectives: To evaluate the effects of daily physical exercise on foodintake and body weight in an experimental tumor-bearing rat model (Walker 256 carcinosarcoma). Methods: Wistar adult rats were submitted to a similar daily manipulation protocol except for physical exercise (running pad continuously for 60 minutes/day), and randomly distributed as to the presence of tumor or exercise into eight groups: Group 1: (Saline day 1 + No exercise for 50 days), Group 2: (Tumor day 1 + No exercise for 50 days), Group 3: (Saline day 1 + Exercise for 50 days), Group 4: (Tumor day 1 + Exercise for 50 days), Group 5: (Tumor day 1 + Exercise for 25 days + No exercise for following 25 days), Group6: (Tumor day 1 + No exercise for 25 days + Exercise for following 25 days), Group 7: (Exercise for 25 days + Tumor day 25 + Exercise for following 25 days), Group 8: (Exercise for 25 days + Saline day 25 + Exercise for following 25 days). Results: Body weight was significantly lower in Exercise (mean coefficient: 1.29 ± 0.17), than in No exercise (mean coefficient: 2.2 ± 0.16) - p<0.001. In the tumor-bearing rats, exercise did not affect significantly daily food intake - p=0.415. Conclusions: Daily physical exercise significantly affected body weight in this animal model, but did not have impact on food intake.

Videolaparoscopia em ratos: um novo modelo experimental / Videolaparoscopy in rats: a new experimental model

A introdução da videolaparoscopia e sua progressiva aplicação em procedimentos mais complexos e extensos fez surgir a necessidade do desenvolvimento de modelos experimentais tanto para treinamento de novos cirurgiões quanto para desenvolvimento de estudos experimentais. Inicialmente foram usados animais de grande porte, mas a dificuldade no manuseio e o alto custo destes animais levaram à utilização de animais de menor porte. Nosso estudo inova ao demonstrar um modo de utilização de cinco animais de pequeno porte (ratos) ao mesmo tempo conectados em série utilizando apenas um sistema de insuflação peritoneal