Avaliação dos níveis de citocinas e da função pulmonar de pacientes submetidos à cirurgia cardíaca com circulação extracorpórea / Evaluation of cytokine levels and pulmonary function in patients undergoing coronary artery bypass graft / Evaluación de los niveles de citocinas y de la función pulmonar de pacientes sometidos a la cirugía cardíaca con circulación extracorpórea

JUSTIFICATIVA E OBJETIVOS: A Síndrome da Resposta Inflamatória Sistêmica é uma ocorrência habitual em cirurgias cardíacas com circulação extracorpórea (CEC). O objetivo deste estudo foi avaliar os níveis sistêmicos e pulmonares de citocinas e a correlação com a função pulmonar em pacientes submetidos à revascularização miocárdica (RM) com CEC. MÉTODOS: O estudo foi aprovado pela Comissão de Ética institucional, com a avaliação de 13 pacientes submetidos à RM com CEC. Após a indução anestésica, ao término da CEC, realizaram-se dosagens plasmáticas e no lavado broncoalveolar de IL-1β, IL-6, IL-8, IL-10 e TNF-α. Foram avaliados o tempo de CEC e de cirurgia, a relação PaO2/FiO2, o gradiente alvéolo-arterial de oxigênio (GA-aO2), o shunt e a complacência pulmonares. Os resultados foram submetidos à análise de variância para medidas repetidas (*p < 0,05) e coeficiente de correlação de Spearman. RESULTADOS: Observaram-se aumento dos níveis de citocinas no plasma e no lavado broncoalveolar após a CEC e relação direta entre o aumento da IL-1β e a diminuição da complacência pulmonar (p = 0,0439), assim como relação inversa entre o aumento da IL-10 e a redução da complacência (p = 0,0325). O aumento da IL-6 teve relação direta com o tempo de CEC (p = 0,012), enquanto o aumento da IL-8 teve relação direta com o tempo de cirurgia (p < 0,0001). Os níveis de IL-1β, IL-8 e TNF-α foram maiores no LBA em relação ao plasma. CONCLUSÕES: Ocorre aumento dos níveis de citocinas no plasma e lavado broncoalveolar após a CEC e há correlação entre o aumento dos níveis de citocinas e o tempo de CEC e de cirurgia e as alterações na complacência pulmonar.

BACKGROUND AND OBJECTIVES: Systemic inflammatory response syndrome is commonly observed in coronary artery bypass grafts (CABG) with cardiopulmonary bypass (CB). The objective of this study was to evaluate the systemic and pulmonary levels of cytokines and their correlation with lung function in patients undergoing myocardial revascularization (MR) with CB. METHODS: This study was approved by the Institutional Ethics Committee, and 13 patients undergoing MR with CB were evaluated. After anesthetic induction and at the end of CB, plasma and bronchoalveolar lavage levels of IL-1β, IL-6, IL-8, IL-10, and TNF-α were determined. The dur ation of CB and surgery, PaO2/FiO2 ratio, alveolar-arterial oxygen gradient (A-a gradient), shunt, and lung compliance were evaluated. Results were submitted to analysis of variance for repeated measurements (*p < 0.05) and Spearman's correlation coefficient. RESULTS: We observed increased levels of cytokines in plasma and bronchoalveolar lavage after CB and a direct relationship between the increase in IL-1β and decrease in lung compliance (p = 0.0439), as well as the inverse relationship between the increase in IL-10 and a decrease in compliance (p = 0.0325). The increase in IL-6 was directly related to the duration of CB (p = 0.012), while the increase in IL-8 was directly related to the duration of surgery (p < 0.0001). Levels of interleukin-1β, IL-8, and TNF-α in bronchoalveolar lavage were higher than in plasma. CONCLUSIONS: There is an increase in cytokine levels in plasma and bronchoalveolar lavage after CB, as well as a correlation between increased cytokine levels and CB duration and surgery and changes in lung compliance.

JUSTIFICATIVA Y OBJETIVOS: El Síndrome de la Respuesta Inflamatoria Sistémica es algo habitual en las cirugías cardíacas con circulación extracorpórea (CEC). El objetivo de este estudio fue evaluar los niveles sistémicos y pulmonares de citocinas y la correlación con la función pulmonar en los pacientes sometidos a la revascularización miocárdica (RM) con CEC. MÉTODOS: El estudio fue aprobado por la Comisión de Ética Institucional, con la evaluación de 13 pacientes sometidos a la RM con CEC. Después de la inducción anestésica al término de la CEC, se realizaron dosificaciones plasmáticas y también en el lavado broncoalveolar de IL-1β, IL-6, IL-8, IL-10 y TNF-α. Se evaluaron el tiempo de CEC y de cirugía, la relación PaO2/FiO2, el gradiente alvéolo-arterial de oxígeno (GA-aO2), el shunt y la complacencia pulmonares. Los resultados fueron sometidos al análisis de variancia para medidas repetidas (*p < 0,05) y al coeficiente de correlación de Spearman. RESULTADOS: Se observó un aumento en los niveles de citocinas en el plasma y en el lavado broncoalveolar después de la CEC y una relación directa entre el aumento de la IL-1β y la disminución de la complacencia pulmonar (p = 0,0439), como también una relación inversa entre el aumento de la IL-10 y la reducción de la complacencia (p = 0,0325). El aumento de la IL-6 tuvo una relación directa con el tiempo de CEC (p = 0,012), mientras que el aumento de la IL-8 tuvo una relación directa con el tiempo de cirugía (p < 0,0001). Los niveles de IL-1β, IL-8 y TNF-α fueron mayores en el LBA con relación al plasma. CONCLUSIONES: Ocurre un aumento de los niveles de citocinas en el plasma y en el lavado broncoalveolar después de la CEC, con una correlación entre el aumento de los niveles de citocinas y el tiempo de CEC y de cirugía, y las alteraciones en la complacencia pulmonar.

Citoesqueleto e mecanotransdução na fisiopatologia da lesão pulmonar induzida por ventilador / Cytoskeleton and mechanotransduction in the pathophysiology of ventilator-induced lung injury

A ventilação mecânica é uma terapia importante, mas pode resultar em complicações. Uma das mais relevantes é a lesão pulmonar induzida por ventilador. Devido à hiperdistensão alveolar, o pulmão inicia um processo inflamatório, com infiltrado neutrofílico, formação de membrana hialina, fibrogênese e prejuízo de troca gasosa. Nesse processo, a mecanotransdução da hiperdistensão celular é mediada através do citoesqueleto da célula e de suas interações com a matriz extracelular e com as células vizinhas, de modo que o estímulo mecânico da ventilação se traduz em sinalização bioquímica intracelular, desencadeando ativação endotelial, permeabilidade vascular pulmonar, quimiotaxia leucocitária, produção de citocinas e, possivelmente, lesão de órgãos à distância. Estudos clínicos demonstram essa relação entre distensão pulmonar e mortalidade em pacientes com lesão pulmonar induzida por ventilador. Entretanto, apesar de o citoesqueleto ter um papel fundamental na patogênese da lesão pulmonar induzida por ventilador, a literatura carece de estudos utilizando modelos in vivo sobre as alterações do citoesqueleto e de suas proteínas associadas durante esse processo patológico.

Although mechanical ventilation is an important therapy, it can result in complications. One major complication is ventilator-induced lung injury, which is caused by alveolar hyperdistension, leading to an inflammatory process, with neutrophilic infiltration, hyaline membrane formation, fibrogenesis and impaired gas exchange. In this process, cellular mechanotransduction of the overstretching stimulus is mediated by means of the cytoskeleton and its cell-cell and cell-extracellular matrix interactions, in such a way that the mechanical stimulus of ventilation is translated into an intracellular biochemical signal, inducing endothelial activation, pulmonary vascular permeability, leukocyte chemotaxis, cytokine production and, possibly, distal organ failure. Clinical studies have shown the relationship between pulmonary distension and mortality in patients with ventilator-induced lung injury. However, although the cytoskeleton plays a fundamental role in the pathogenesis of ventilator-induced lung injury, there have been few in vivo studies of alterations in the cytoskeleton and in cytoskeleton-associated proteins during this pathological process.

Avaliação da função pulmonar e da qualidade de vida em pacientes submetidos à ressecção pulmonar por neoplasia / Assessment of pulmonary function and quality of life in patients submitted to pulmonary resection for cancer

OBJETIVO: Avaliar as repercussões da ressecção pulmonar sobre a função pulmonar e a qualidade de vida (QV) de pacientes com câncer de pulmão primário ou metastático. MÉTODOS: Estudo de coorte prospectivo que incluiu todos os pacientes que realizaram ressecção pulmonar por neoplasia no Hospital A. C. Camargo entre setembro de 2006 e março de 2007. Os pacientes foram avaliados no pré-operatório e após seis meses do procedimento cirúrgico através de espirometria. Após seis meses de pós-operatório, os pacientes responderam a um questionário de QV geral (Medical Outcomes Study 36-item Short-form Health Survey) e um específico para sintomas respiratórios (Saint George's Respiratory Questionnaire). Os valores de QV obtidos foram comparados a valores de uma população geral e aos de uma população de portadores de DPOC. RESULTADOS: Foram incluídos 33 pacientes (14 homens e 19 mulheres), com idade entre 39 e 79 anos. Todos os pacientes, tabagistas ou não, apresentaram piora significativa da função pulmonar. Observamos uma redução de aproximadamente 5 por cento na média dos escores do questionário de QV geral em comparação àquela da população geral. Houve uma redução de 50-60 por cento nos vários domínios do questionário específico para sintomas, quando comparado aos resultados da população geral, e um aumento de aproximadamente 20 por cento, quando comparado aos resultados da população com DPOC. CONCLUSÕES: Existe impacto direto da ressecção pulmonar na deterioração da função pulmonar e na QV com ênfase nos aspectos diretamente ligados à função pulmonar. Cabe ressaltar a importância da avaliação da função pulmonar destes pacientes no pré-operatório para se estimar sua evolução pós-cirúrgica.

OBJECTIVE: To evaluate the effects that pulmonary resection has on pulmonary function and quality of life (QoL) in patients with primary or metastatic lung cancer. METHODS: This was a prospective cohort study involving all patients submitted to pulmonary resection for cancer between September of 2006 and March of 2007 at the A. C. Camargo Hospital in São Paulo, Brazil. Patients underwent spirometry in the preoperative period and at six months after the surgical procedure. After a postoperative period of six months, the patients completed an overall QoL questionnaire (the Medical Outcomes Study 36-item Short-form Health Survey) and another one, specific for respiratory symptoms (the Saint George's Respiratory Questionnaire). The scores obtained in our study were compared with those previously obtained for a general population and for a population of patients with COPD. RESULTS: We included 33 patients (14 males and 19 females), ranging in age from 39 to 79 years. All of the patients, smokers and nonsmokers alike, presented significant worsening of pulmonary function. The mean scores on the overall QoL questionnaire were approximately 5 percent lower than those obtained for the general population. The scores of various domains of the symptom-specific QoL questionnaire were 50-60 percent lower than those obtained for the general population and approximately 20 percent higher than those obtained for the population with COPD. CONCLUSIONS: Pulmonary resection has a direct negative impact on pulmonary function and QoL, especially on the QoL related to aspects directly linked to pulmonary function. We highlight the importance of preoperative assessment of pulmonary function in patients undergoing pulmonary resection, in order to predict their postoperative evolution.

Analysis of the sputum and inflammatory alterations of the airways in patients with common variable immunodeficiency and bronchiectasis

INTRODUCTION: Common variable immunodeficiency is characterized by defective antibody production and recurrent pulmonary infections. Intravenous immunoglobulin is the treatment of choice, but the effects of Intravenous immunoglobulin on pulmonary defense mechanisms are poorly understood. OBJECTIVE: The aim of this study was to verify the impact of intravenous immunoglobulin on the physical properties of the sputum and on inflammatory alterations in the airways of patients with Common variable immunodeficiency associated with bronchiectasis. METHOD: The present study analyzed sputum physical properties, exhaled NO, inflammatory cells in the sputum, and IG titers in 7 patients with Common variable immunodeficiency and bronchiectasis with secretion, immediately before and 15 days after Intravenous immunoglobulin. A group of 6 patients with Common variable immunodeficiency and bronchiectasis but no sputum was also studied for comparison of the basal IgG level and blood count. The 13 patients were young (age=36±17 years) and comprised predominantly of females (n=11). RESULTS: Patients with secretion presented significantly decreased IgG and IgM levels. Intravenous immunoglobulin was associated with a significant decrease in exhaled NO (54.7 vs. 40.1 ppb, p<0.05), sputum inflammatory cell counts (28.7 vs. 14.6 cells/mm³, p<0.05), and a significant increase in respiratory mucus transportability by cough (42.5 vs. 65.0 mm, p < 0.05). CONCLUSION: We concluded that immunoglobulin administration in Common variable immunodeficiency patients results in significant improvement in indexes of inflammation of the airways with improvement in the transportability of the respiratory mucus by cough.

Análise da celularidade do lavado bronco-alveolar em pacientes submetidos à revascularização do miocárdio com circulação extracorpórea: relato de três casos / Broncho-alveolar lavage cellularity in patients submitted to myocardial revascularization with cardiopulmonary bypass: three case reports

JUSTIFICATIVA E OBJETIVOS: A circulação extracorpórea (CEC) é um dos principais determinantes da resposta inflamatória sistêmica (SIRS) em cirurgia cardíaca. Demonstrou-se em modelo experimental que a CEC pode levar a aumento na produção das citocinas. No intuito de avaliar a ativação celular no pulmão após CEC, foi estudada a celularidade no lavado bronco-alveolar (LBA) em pacientes submetidos à cirurgia de revascularização do miocárdio (RM) com CEC. RELATO DOS CASOS: Foram estudados, prospectivamente, três pacientes adultos submetidos à RM com CEC. Após indução de anestesia geral e intubação traqueal, a ventilação mecânica foi realizada com sistema circular valvular; exceto durante a CEC, o volume corrente foi mantido entre 8 e 10 mL.kg-1 com O2 e ar, numa proporção de 50 por cento. Antes do despinçamento da aorta, foram realizadas insuflações pulmonares com pressão de 40 cmH2O e coletadas duas amostras de LBA de cada paciente, no início da intervenção cirúrgica e ao final do procedimento, após a reversão da anticoagulação. Após a infusão de 60 mL de solução fisiológica a 0,9 por cento pelo canal do broncofibroscópio, foi aspirado o LBA, sendo o material encaminhado para processamento laboratorial. A análise evidenciou aumento do número total de células, em média, de 0,6.10(6) cél.dL-1 para 6,8.10(6) cél.dL-1 com aumento de neutrófilos de 0,8 por cento para 4,7 por cento; 0,6 por cento para 6,2 por cento e 0,5 por cento para 5,3 por cento em cada paciente, respectivamente. Observou-se na lâmina o aumento de celularidade no fluido pulmonar após a CEC. CONCLUSÕES: O influxo leucocitário é descrito em diversas condições clínicas pulmonares inflamatórias, como na síndrome da angústia respiratória do adulto. Sabe-se que a CEC está relacionada com a inflamação sistêmica e pulmonar, demonstrando aumento do número de células após a CEC com o predomínio de macrófagos.

Lung tissue remodeling in the acute respiratory distress syndrome

Acute respiratory distress syndrome (ARDS) is characterized by diffuse alveolar damage, and evolves progressively with three phases: exsudative, fibroproliferative, and fibrotic. In the exudative phase, there are interstitial and alveolar edemas with hyaline membrane. The fibropro¡liferative phase is characterized by exudate organization and fibroelastogenesis. There is proliferation of type II pneumocytes to cover the damaged epithelial surface, followed by differentiation into type I pneumocytes. The fibroproliferative phase starts early, and its severity is related to the patientÆs prognosis. The alterations observed in the phenotype of the pulmonary parenchyma cells steer the tissue remodeling towards either progressive fibrosis or the restoration of normal alveolar architecture. The fibrotic phase is characterized by abnormal and excessive deposition of extracellular matrix proteins, mainly collagen. The dynamic control of collagen deposition and degradation is regulated by metalloproteinases and their tissular regulators. The deposition of proteoglycans in the extracellular matrix of ARDS patients needs better study. The regulation of extracellular matrix remodeling, in normal conditions or in several pulmonary diseases, such as ARDS, results from a complex mechanism that integrate the transcription of elements that destroy the matrix protein and produce activation/inhibition of several cellular types of lung tissue. This review article will analyze the ECM organization in ARDS, the different pulmonary parenchyma remodeling mechanisms, and the role of cytokines in the regulation of the different matrix components during the remodeling process.