Predictive value of plasma cytokines for acute kidney injury following lung resection surgery: prospective observational study / Valor preditivo das citocinas plasmáticas para lesão renal aguda após cirurgia de ressecção pulmonar: estudo observacional prospectivo

Abstract Background and objectives: Patients undergoing lung resection surgery are at risk of developing postoperative acute kidney injury. Determination of cytokine levels allows the detection of an early inflammatory response. We investigated any temporal relationship among perioperative inflammatory status and development of acute kidney injury after lung resection surgery. Furthermore, we evaluated the impact of acute kidney injury on outcome and analyzed the feasibility of cytokines to predict acute kidney injury. Methods: We prospectively analyzed 174 patients scheduled for elective lung resection surgery with intra-operative periods of one-lung ventilation periods. Fiberoptic broncho-alveolar lavage was performed in each lung before and after one-lung ventilation periods for cytokine analysis. As well, cytokine levels were measured from arterial blood samples at five time points. acute kidney injury was diagnosed within 48 h of surgery based on acute kidney injury criteria. We analyzed the association between acute kidney injury and cardiopulmonary complications, length of intensive care unit and hospital stays, intensive care unit re-admission, and short-term and long-term mortality. Results: The incidence of acute kidney injury in our study was 6.9% (12/174). Acute kidney injury patients showed higher plasma cytokine levels after surgery but differences in alveolar cytokines were not detected. Although no patient required renal replacement therapy, acute kidney injury patients had higher incidence of cardiopulmonary complications and increased overall mortality. Plasma interleukin-6 at 6 h was the most predictive cytokine of acute kidney injury (cut-off point at 4.89 pg.mL-1). Conclusions: Increased postoperative plasma cytokine levels are associated with acute kidney injury after lung resection surgery in our study, which worsens the prognosis. Plasma interleukin-6 may be used as an early indicator for patients at risk of developing acute kidney injury after lung resection surgery.

Resumo Justificativa e objetivos: Os pacientes submetidos à cirurgia de ressecção pulmonar apresentam risco de desenvolver lesão renal aguda pós-operatória. A determinação dos níveis de citocinas permite detectar uma resposta inflamatória precoce. Investigamos a relação temporal entre o estado inflamatório perioperatório e o desenvolvimento de lesão renal aguda após cirurgia de ressecção pulmonar. Além disso, avaliamos o impacto da lesão renal aguda no desfecho e analisamos a viabilidade das citocinas para prever este tipo de lesão. Métodos: No total, foram analisados prospectivamente 174 pacientes agendados para cirurgia eletiva de ressecção pulmonar com períodos intraoperatórios de ventilação monopulmonar. Lavado bronco-alveolar com fibra óptica foi realizado em cada pulmão antes e após os períodos de ventilação monopulmonar para análise das citocinas. Os níveis de citocina foram medidos a partir de amostras de sangue arterial em cinco momentos. A lesão renal aguda foi diagnosticada dentro de 48 horas após a cirurgia, com base nos critérios para sua verificação. Analisamos a associação entre lesão renal aguda e complicações cardiopulmonares, tempo de internação em unidade de terapia intensiva e de internação hospitalar, reinternação em unidade de terapia intensiva e mortalidade a curto e longo prazos. Resultados: A incidência de lesão renal aguda no estudo foi de 6,9% (12/174). Os pacientes com lesão renal aguda apresentaram níveis mais altos de citocinas plasmáticas após a cirurgia, mas não foram detectadas diferenças nas citocinas alveolares. Embora nenhum paciente tenha precisado de terapia renal substitutiva, os com lesão renal aguda apresentaram maior incidência de complicações cardiopulmonares e aumento da mortalidade geral. A interleucina-6 plasmática em seis horas foi a citocina mais preditiva de lesão renal aguda (ponto de corte em 4,89 pg.mL-1). Conclusões: O aumento dos níveis plasmáticos de citocinas no pós-operatório está associado à lesão renal aguda após cirurgia de ressecção pulmonar no estudo, o que piora o prognóstico. A interleucina-6 plasmática pode ser usada como um indicador precoce para pacientes com risco de desenvolver lesão renal aguda após cirurgia de ressecção pulmonar.

The effect of anesthetic preconditioning with sevoflurane on intracellular signal-transduction pathways and apoptosis, in a lung autotransplant experimental model / O efeito do pré-condicionamento anestésico com sevoflurano sobre as vias de transdução de sinal intracelular e a apoptose, em modelo experimental de autotransplante pulmonar

Abstract Background: Anesthetic pre-conditioning attenuates inflammatory response during ischemia-reperfusion lung injury. The molecular mechanisms to explain it are not fully understood. The aim of our investigation was to analyze the molecular mechanism that explain the anti-inflammatory effects of anesthetic pre-conditioning with sevoflurane focusing on its effects on MAPKs (mitogen-activated protein kinases), NF-κB (nuclear factor kappa beta) pathways, and apoptosis in an experimental lung autotransplant model. Methods: Twenty large white pigs undergoing pneumonectomy plus lung autotransplant were divided into two 10-member groups on the basis of the anesthetic received (propofol or sevoflurane). Anesthetic pre-conditioning group received sevoflurane 3% after anesthesia induction and it stopped when one-lung ventilation get started. Control group did not receive sevoflurane in any moment during the whole study period. Intracellular signal-transduction pathways (MAPK family), transcription factor (NF-κB), and apoptosis (caspases 3 and 9) were analyzed during experiment. Results: Pigs that received anesthetic pre-conditioning with sevoflurane have shown significant lower values of MAPK-p38, MAPK-P-p38, JNK (c-Jun N-terminal kinases), NF-κB p50 intranuclear, and caspases (p < 0.05) than pigs anesthetized with intravenous propofol. Conclusions: Lung protection of anesthetic pre-conditioning with sevoflurane during experimental lung autotransplant is, at least, partially associated with MAPKs and NF κB pathways attenuation, and antiapoptotic effects.

Resumo Justificativa: O pré-condicionamento anestésico atenua a resposta inflamatória durante a lesão de isquemia-reperfusão do pulmão. Os mecanismos moleculares para explicá-lo não são totalmente compreendidos. O objetivo de nossa investigação foi analisar o mecanismo molecular que explica os efeitos anti-inflamatórios do pré-condicionamento anestésico com sevoflurano, enfocar seus efeitos sobre as proteínas quinases ativadas por mitógenos (MAPKs), o fator nuclear kappa beta (NF-κB) e a apoptose em modelo experimental de autotransplante pulmonar. Métodos: Vinte porcos Large White submetidos à pneumonectomia e autoimplante de pulmão foram divididos em dois grupos de 10 membros com base no anestésico recebido (propofol ou sevoflurano). O grupo de pré-condicionamento anestésico recebeu sevoflurano a 3% após a indução da anestesia, que foi descontinuado quando a ventilação monopulmonar foi iniciada. O grupo controle não recebeu sevoflurano em qualquer momento durante todo o período do estudo. As vias de transdução de sinal intracelular (família MAPK), o fator de transcrição (NF-κB) e a apoptose (caspases 3 e 9) foram analisados durante o experimento. Resultados: Os suínos que receberam pré-condicionamento anestésico com sevoflurano apresentaram valores mais baixos de MAPK-p38, MAPK-P-p38, c-Jun N-terminal quinases (JNK), NF-κB p50 intranuclear e caspases (p < 0,05) do que os suínos anestesiados com propofol intravenoso. Conclusões: A proteção pulmonar do pré-condicionamento anestésico com sevoflurano durante o autotransplante pulmonar experimental está, pelo menos, parcialmente associada à atenuação das vias de MAPKs e NF κB e aos efeitos antiapoptóticos.

Behavior of stroke volume variation in hemodynamic stable patients during thoracic surgery with one-lung ventilation periods / Comportamento da variação do volume sistólico em pacientes hemodinamicamente estáveis durante cirurgia torácica com períodos de ventilação monopulmonar

Abstract Introduction: In last few years, emphasis was placed in goal-directed therapy in order to optimize patient's hemodynamic status and improve their prognosis. Parameters based on the interaction between heart and lungs have been questioned in situations like low tidal volume and open chest surgery. The goal of the study was to analyze the changes that one-lung ventilation can produce over stroke volume variation and to assess the possible impact of airway pressures and lung compliance over stroke volume variation. Methods: Prospective observational study, 112 patients undergoing lung resection surgery with one-lung ventilation periods were included. Intravenous fluid therapy with crystalloids was set at 2 mL.g-1. Hypotension episodes were treated with vasoconstrictive drugs. Two-lung Ventilation was implemented with a TV of 8 mL.g-1 and one-lung ventilation was managed with a TV of 6 mL.g-1. Invasive blood pressure was monitored. We recorded the following cardiorespiratory values: heart rate, mean arterial pressure, cardiac index, stroke volume index, airway peak pressure, airway plateau pressure and static lung compliance at 3 different times during surgery: immediately after lung collapse, 30 min after initiating one-lung ventilation and after restoration of two-lung ventilation. Results: Stroke volume variation values were influenced by lung collapse (before lung collapse 14.6 (DS) vs. OLV 9.9% (DS), p < 0.0001); or after restoring two-lung ventilation (11.01 (DS), p < 0.0001). During two-lung Ventilation there was a significant correlation between airway pressures and stroke volume variation, however this correlation lacks during one-lung ventilation. Conclusion: The decrease of stroke volume variation values during one-lung ventilation with protective ventilatory strategies advices not to use the same threshold values to determine fluid responsiveness.

Resumo Introdução: Nos últimos anos, a importância da terapia alvo-dirigida foi enfatizada para aprimorar o estado hemodinâmico do paciente e melhorar seu prognóstico. Os parâmetros baseados na interação entre o coração e os pulmões foram questionados em situações como baixo volume corrente e cirurgia aberta do tórax. O objetivo do estudo foi analisar as alterações que a ventilação monopulmonar pode produzir na variação do volume sistólico e avaliar o possível impacto das pressões da via aérea e da complacência pulmonar sobre a variação do volume sistólico. Métodos: Estudo observacional prospectivo, no qual 112 pacientes submetidos à cirurgia de ressecção pulmonar com períodos de ventilação monopulmonar foram incluídos. A terapia de fluídos intravenosos com cristaloides foi ajustada a 2 mL.kg-1.h-1. Os episódios de hipotensão foram tratados com vasoconstritores. A ventilação dos dois pulmões (VDP) foi implantada com volume corrente de 8 mL.kg-1 e a ventilação monopulmonar foi controlada com volume corrente de 6 mL.kg-1. Foi monitorada a pressão arterial invasiva. Registramos os seguintes valores cardiorrespiratórios: frequência cardíaca, pressão arterial média, índice cardíaco, índice de volume sistólico, pressão de pico das vias aéreas, pressão de platô das vias aéreas e complacência pulmonar estática em três tempos durante a cirurgia: imediatamente após o colapso do pulmão, 30 minutos após o início da ventilação monopulmonar e após a restauração da ventilação dos dois pulmões. Resultados: Os valores de variação do volume sistólico foram influenciados pelo colapso pulmonar (antes do colapso pulmonar 14,6 [DS] vs. ventilação monopulmonar 9,9% [DS], p < 0,0001), ou após o restabelecimento da ventilação dos dois pulmões (11,01 [DS], p < 0,0001). Durante a ventilação dos dois pulmões houve uma correlação significativa entre as pressões das vias aéreas e a variação do volume sistólico, porém, essa correlação não existe durante a ventilação monopulmonar. Conclusão: A diminuição dos valores da variação do volume sistólico durante a ventilação monopulmonar com estratégias ventilatórias protetoras sugere não usar os mesmos valores de limiar para determinar a responsividade aos fluídos.

Deep versus moderate neuromuscular block during one-lung ventilation in lung resection surgery / Bloqueio neuromuscular profundo versus moderado durante a ventilação monopulmonar em cirurgia de ressecção pulmonar

Abstract Background and objectives: Neuromuscular relaxants are essential during general anesthesia for several procedures. Classical anesthesiology literature indicates that the use of neuromuscular blockade in thoracic surgery may be deleterious in patients in lateral decubitus position in one-lung ventilation. The primary objective of our study was to compare respiratory function according to the degree of patient neuromuscular relaxation. Secondary, we wanted to check that neuromuscular blockade during one-lung ventilation is not deleterious. Methods: A prospective, longitudinal observational study was made in which each patient served as both treated subject and control. 76 consecutive patients programmed for lung resection surgery in Gregorio Marañon Hospital along 2013 who required one-lung ventilation in lateral decubitus were included. Ventilator data, hemodynamic parameters were registered in different moments according to train-of-four response (intense, deep and moderate blockade) during one-lung ventilation. Results: Peak, plateau and mean pressures were significantly lower during the intense and deep blockade. Besides compliance and peripheral oxygen saturation were significantly higher in that moments. Heart rate was significantly higher during deep blockade. No mechanical ventilation parameters were modified during measurements. Conclusions: Deep neuromuscular blockade attenuates the poor lung mechanics observed during one-lung ventilation.

Resumo Justificativa e objetivos: Os relaxantes neuromusculares são essenciais durante a anestesia geral para vários procedimentos. A literatura clássica de anestesiologia indica que o uso de bloqueio neuromuscular em cirurgia torácica pode ser prejudicial em pacientes posicionados em decúbito lateral com ventilação seletiva. O objetivo primário deste estudo foi comparar a função respiratória de acordo com o grau de relaxamento neuromuscular do paciente. O objetivo secundário foi verificar que o bloqueio neuromuscular durante a ventilação seletiva não é prejudicial. Métodos: Estudo observacional, prospectivo e longitudinal no qual cada paciente serviu como próprio controle. Foram incluídos 76 pacientes consecutivos, agendados para cirurgia de ressecção do pulmão no Hospital Gregorio Marañon ao longo de 2013, submetidos à ventilação seletiva em decúbito lateral. Os dados do ventilador e os parâmetros hemodinâmicos foram registrados em diferentes momentos de acordo com a resposta por sequência de quatro estímulos (bloqueio intenso, profundo e moderado) durante a ventilação seletiva. Resultados: As pressões de pico, platô e média foram significativamente menores durante os bloqueios intenso e profundo. Além disso, complacência e saturação periférica de oxigênio foram significativamente maiores nesses momentos. A frequência cardíaca foi significativamente maior durante o bloqueio profundo. Não houve alteração dos parâmetros da ventilação mecânica durante as mensurações. Conclusões: O bloqueio neuromuscular profundo atenua a mecânica pulmonar deficiente observada durante a ventilação seletiva.