Effects of atelectatic areas on the surrounding lung tissue during mechanical ventilation in an experimental model of acute lung injury induced by lipopolysaccharide / Efeitos das áreas atelectásicas no tecido pulmonar circundante durante a ventilação mecânica em um modelo experimental de lesão pulmonar aguda induzida por lipopolissacarídeo

ABSTRACT Objective: To assess the effect of atelectasis during mechanical ventilation on the periatelectatic and normal lung regions in a model of atelectasis in rats with acute lung injury induced by lipopolysaccharide. Methods: Twenty-four rats were randomized into the following four groups, each with 6 animals: the Saline-Control Group, Lipopolysaccharide Control Group, Saline-Atelectasis Group, and Lipopolysaccharide Atelectasis Group. Acute lung injury was induced by intraperitoneal injection of lipopolysaccharide. After 24 hours, atelectasis was induced by bronchial blocking. The animals underwent mechanical ventilation for two hours with protective parameters, and respiratory mechanics were monitored during this period. Thereafter, histologic analyses of two regions of interest, periatelectatic areas and the normally-aerated lung contralateral to the atelectatic areas, were performed. Results: The lung injury score was significantly higher in the Lipopolysaccharide Control Group (0.41 ± 0.13) than in the Saline Control Group (0.15 ± 0.51), p < 0.05. Periatelectatic regions showed higher lung injury scores than normally-aerated regions in both the Saline-Atelectasis (0.44 ± 0.06 x 0.27 ± 0.74 p < 0.05) and Lipopolysaccharide Atelectasis (0.56 ± 0.09 x 0.35 ± 0.04 p < 0.05) Groups. The lung injury score in the periatelectatic regions was higher in the Lipopolysaccharide Atelectasis Group (0.56 ± 0.09) than in the periatelectatic region of the Saline-Atelectasis Group (0.44 ± 0.06), p < 0.05. Conclusion: Atelectasis may cause injury to the surrounding tissue after a period of mechanical ventilation with protective parameters. Its effect was more significant in previously injured lungs.

RESUMO Objetivo: Avaliar o efeito da atelectasia durante a ventilação mecânica nas regiões periatelectáticas e pulmonares normais em um modelo de atelectasia em ratos com lesão pulmonar aguda induzida por lipopolissacarídeo. Métodos: Foram distribuídos aleatoriamente 24 ratos em quatro grupos, cada um com 6 animais: Grupo Salina-Controle, Grupo Lipopolissacarídeo-Controle, Grupo Salina-Atelectasia e Grupo Lipopolissacarídeo-Atelectasia. A lesão pulmonar aguda foi induzida por injeção intraperitoneal de lipopolissacarídeo. Após 24 horas, a atelectasia foi induzida por bloqueio brônquico. Os animais foram submetidos à ventilação mecânica por 2 horas com parâmetros ventilatórios protetores, e a mecânica respiratória foi monitorada durante esse período. Em seguida, foram realizadas análises histológicas de duas regiões de interesse: as áreas periatelectásicas e o pulmão normalmente aerado contralateral às áreas atelectásicas. Resultados: O escore de lesão pulmonar foi significativamente maior no Grupo Controle-Lipopolissacarídeo (0,41 ± 0,13) do que no Grupo Controle-Solução Salina (0,15 ± 0,51), com p < 0,05. As regiões periatelectásicas apresentaram escores maiores de lesão pulmonar do que as regiões normalmente aeradas nos Grupos Atelectasia-Solução Salina (0,44 ± 0,06 versus 0,27 ± 0,74, p < 0,05) e Atelectasia-Lipopolissacarídeo (0,56 ± 0,09 versus 0,35 ± 0,04, p < 0,05). O escore de lesão pulmonar nas regiões periatelectásicas foi maior no Grupo Atelectasia-Lipopolissacarídeo (0,56 ± 0,09) do que na região periatelectásica do Grupo Atelectasia-Solução Salina (0,44 ± 0,06), p < 0,05. Conclusão: A atelectasia pode causar lesão no tecido circundante após um período de ventilação mecânica com parâmetros ventilatórios protetores. Seu efeito foi mais significativo em pulmões previamente lesionados.

Protective mechanical ventilation in patients with risk factors for ARDS: prospective cohort study / Ventilação mecânica protetora em pacientes com fator de risco para SDRA: estudo de coorte prospectiva

ABSTRACT Objective: To evaluate the association that protective mechanical ventilation (MV), based on VT and maximum distending pressure (MDP), has with mortality in patients at risk for ARDS. Methods: This was a prospective cohort study conducted in an ICU and including 116 patients on MV who had at least one risk factor for the development of ARDS. Ventilatory parameters were collected twice a day for seven days, and patients were divided into two groups (protective MV and nonprotective MV) based on the MDP (difference between maximum airway pressure and PEEP) or VT. The outcome measures were 28-day mortality, ICU mortality, and in-hospital mortality. The risk factors associated with the adoption of nonprotective MV were also assessed. Results: Nonprotective MV based on VT and MDP was applied in 49 (42.2%) and 38 (32.8%) of the patients, respectively. Multivariate Cox regression showed that protective MV based on MDP was associated with lower in-hospital mortality (hazard ratio = 0.37; 95% CI: 0.19-0.73) and lower ICU mortality (hazard ratio = 0.40; 95% CI: 0.19-0.85), after adjustment for age, Simplified Acute Physiology Score 3, and vasopressor use, as well as the baseline values for PaO2/FiO2 ratio, PEEP, pH, and PaCO2. These associations were not observed when nonprotective MV was based on the VT. Conclusions: The MDP seems to be a useful tool, better than VT, for adjusting MV in patients at risk for ARDS.

RESUMO Objetivo: Avaliar a associação da ventilação mecânica (VM) protetora, com base no VT e na pressão de distensão máxima (PDM), com a mortalidade em pacientes com fator de risco para SDRA. Métodos: Este estudo de coorte prospectivo foi conduzido em uma UTI e incluiu 116 pacientes em VM que apresentavam pelo menos um fator de risco para o desenvolvimento de SDRA. Os parâmetros ventilatórios foram coletados duas vezes ao dia durante sete dias, e os pacientes foram divididos em dois grupos (VM protetora e VM não protetora) com base na PDM (diferença entre pressão máxima de vias aéreas e PEEP) ou no VT. Os desfechos foram mortalidade em 28 dias, mortalidade na UTI e mortalidade hospitalar. Os fatores de risco associados com a adoção da VM não protetora também foram avaliados. Resultados: A VM não protetora com base no VT e na PDM ocorreu em 49 (42,2%) e em 38 (32,8%) dos pacientes, respectivamente. A regressão multivariada de Cox mostrou que a VM protetora com base na PDM associou-se a menor mortalidade hospitalar (hazard ratio = 0,37; IC95%: 0,19-0,73) e em UTI (hazard ratio = 0,40; IC95%, 0,19-0,85), após ajuste para idade, Simplified Acute Physiology Score 3, uso de vasopressor e valores basais de PaO2/FiO2, PEEP, pH e PaCO2. Essas associações não foram observadas quando a VM não protetora foi baseada no VT. Conclusões: A PDM parece ser uma ferramenta útil, melhor do que o VT, para o ajuste da VM em pacientes sob risco para SDRA.

Pre-treatment with dexamethasone attenuates experimental ventilator-induced lung injury / Pré-tratamento com dexametasona atenua a lesão pulmonar induzida por ventilação mecânica em modelo experimental

ABSTRACT Objective: To evaluate the effects that administering dexamethasone before the induction of ventilator-induced lung injury (VILI) has on the temporal evolution of that injury. Methods: Wistar rats were allocated to one of three groups: pre-VILI administration of dexamethasone (dexamethasone group); pre-VILI administration of saline (control group); or ventilation only (sham group). The VILI was induced by ventilation at a high tidal volume. Animals in the dexamethasone and control groups were euthanized at 0, 4, 24, and 168 h after VILI induction. We analyzed arterial blood gases, lung edema, cell counts (total and differential) in the BAL fluid, and lung histology. Results: At 0, 4, and 24 h after VILI induction, acute lung injury (ALI) scores were higher in the control group than in the sham group (p < 0.05). Administration of dexamethasone prior to VILI induction decreased the severity of the lung injury. At 4 h and 24 h after induction, the ALI score in the dexamethasone group was not significantly different from that observed for the sham group and was lower than that observed for the control group (p < 0.05). Neutrophil counts in BAL fluid were increased in the control and dexamethasone groups, peaking at 4 h after VILI induction (p < 0.05). However, the neutrophil counts were lower in the dexamethasone group than in the control group at 4 h and 24 h after induction (p < 0.05). Pre-treatment with dexamethasone also prevented the post-induction oxygenation impairment seen in the control group. Conclusions: Administration of dexamethasone prior to VILI induction attenuates the effects of the injury in Wistar rats. The molecular mechanisms of such injury and the possible clinical role of corticosteroids in VILI have yet to be elucidated.

RESUMO Objetivo: Avaliar os efeitos da administração de dexametasona antes da indução de lesão pulmonar induzida por ventilação mecânica (LPIVM) na evolução temporal dessa lesão. Métodos: Ratos Wistar foram alocados em um dos três grupos: administração de dexametasona pré-LPIVM (grupo dexametasona); administração de salina pré-LPIVM (grupo controle); e somente ventilação (grupo sham). A LPIVM foi realizada por ventilação com volume corrente alto. Os animais dos grupos dexametasona e controle foram sacrificados em 0, 4, 24 e 168 h após LPIVM. Analisamos gasometria arterial, edema pulmonar, contagens de células (totais e diferenciais) no lavado broncoalveolar e histologia de tecido pulmonar. Resultados: Em 0, 4 e 24 h após LPIVM, os escores de lesão pulmonar aguda (LPA) foram maiores no grupo controle que no grupo sham (p < 0,05). A administração de dexametasona antes da LPIVM reduziu a gravidade da lesão pulmonar. Em 4 e 24 h após a indução, o escore de LPA no grupo dexametasona não foi significativamente diferente daquele observado no grupo sham e foi menor que o observado no grupo controle (p < 0,05). As contagens de neutrófilos no lavado broncoalveolar estavam aumentadas nos grupos controle e dexametasona, com pico em 4 h após LPIVM (p < 0,05). Entretanto, as contagens de neutrófilos foram menores no grupo dexametasona que no grupo controle em 4 e 24 h após LPIVM (p < 0,05). O pré-tratamento com dexametasona também impediu o comprometimento da oxigenação após a indução visto no grupo controle. Conclusões: A administração de dexametasona antes de LPIVM atenua os efeitos da lesão em ratos Wistar. Os mecanismos moleculares dessa lesão e o possível papel clínico dos corticosteroides na LPIVM ainda precisam ser elucidados.