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Revista Brasileira de Anestesiologia

Print version ISSN 0034-7094

Rev. Bras. Anestesiol. vol.55 no.3 Campinas May/June 2005

http://dx.doi.org/10.1590/S0034-70942005000300006 

ARTIGO CIENTÍFICO

 

Efeitos da hipertensão arterial induzida sobre a complacência e pressão de perfusão encefálica em hipertensão intracraniana experimental: comparação entre lesão encefálica criogênica e balão subdural*

 

Efectos de la hipertensión arterial inducida sobre la complacencia y presión de la perfusión encefálica en hipertensión intracraneana experimental: comparación entre lesión encefálica criogénica y balón subdural

 

 

Nelson Mizumoto, TSAI; Humberto Katsuji Tango, TSAII; Marcelo Lacava Pagnocca, TSAIII

ISupervisor em Neuroanestesia do Instituto de Psiquiatria do HCFMUSP. Anestesiologista do Hospital Israelita Albert Einstein, Co-responsável do CET/HCFMUSP, Doutor em Ciências pela Disciplina de Anestesiologia da FMUSP
IIAssistente Colaborador do Instituto de Psiquiatria do HCFMUSP, Instrutor de Ensino do CET-HCFMUSP, Doutorando da Disciplina de Anestesiologia da FMUSP
IIISupervisor em Neuroanestesia da IMSCSP, Co-responsável do CET-IMSCSP. Doutor em Ciências pela Disciplina de Anestesiologia da FMUSP. Supervisor em Neuroanestesia da FMUSP

Endereço para correspondência

 

 


RESUMO

JUSTIFICATIVA E OBJETIVOS: O trauma cranioencefálico (TCE) pode elevar a pressão intracraniana (PIC) e reduzir a complacência encefálica (CE). Diferentes lesões são aplicadas em modelos de TCE que estudam as mesmas variáveis. Como são usadas indistintamente, o objetivo é comparar a PIC e a CE em dois modelos de TCE.
MÉTODO: Dezoito cães machos, anestesiados, ventilados e distribuídos aleatoriamente em dois grupos: BS - balão subdural (n = 9) e LC - lesão criogênica (n = 9). Análise da PIC, CE e pressão de perfusão encefálica (PPE) em cinco momentos: fim da preparação (M0), encéfalo normal (M1), início da lesão (M2), término da lesão (M3) e lesão estabelecida (M4). CE é a variação da PIC durante hipertensão arterial induzida (HAI) em 50 mmHg em M1 e M4. PPE = pressão arterial média (PAM) - PIC. Teste t de Student pareado para o mesmo grupo em momentos diferentes e t de Student para duas amostras distintas para o mesmo momento entre os grupos.
RESULTADOS: A PAM foi semelhante nos grupos nos momentos estudados (p = 0,31 em M0; p = 0,25 em M1; p = 0,31 em M2; p = 0,19 em M3; p = 0,05 em M4). A PIC foi semelhante nos grupos em M0 (p = 0,27) e M1 (p = 0,21), mas diferente em M2 (p < 0,001). A PIC tornou-se semelhante nos grupos em M3 (p = 0,39) e M4 (p = 0,98), elevou-se no BS em M1 (p = 0,04) e M2 (p = 0,01), mas não em M3 (p = 0,36) nem M4 (p = 0,12). No LC a PIC aumentou em M1 (p < 0,01), M3 (p < 0,001) e M4 (p < 0,001), mas não em M2 (p = 0,18). Houve aumento da PPE em M1 (p < 0,001) e M4 (p < 0,001), semelhante nos grupos (p = 0,16 em M1 e p = 0,21 em M4). Em M2 houve redução da PPE nos grupos (p < 0,001), mais intensa em LC (p < 0,001). Em M3 houve aumento da PPE no BS (p = 0,02) e redução no LC (p = 0,01), o que tornou a PPE semelhante nos grupos (p = 0,43). Em M4 houve aumento da PPE semelhante nos grupos (p = 0,16).
CONCLUSÕES: O efeito da hipertensão arterial induzida no modelo de LC é comparável ao observado no modelo de BS. Esse tipo de lesão deve ser melhor estudado para estabelecer precisão na proporção entre a sua extensão e a redução da CE, aparentemente, um processo gradual e evolutivo cujos limites ainda não são totalmente conhecidos.

Unitermos: ANIMAIS: cães; SISTEMA NERVOSO CENTRAL: complacência encefálica, hipertensão intracraniana; TRAUMA: cranioencefálico


RESUMEN

JUSTIFICATIVA Y OBJETIVOS: El trauma craneoencefálico (TCE) puede elevar la presión intracraneana (PIC) y reducir la complacencia encefálica (CE). Diferentes lesiones son aplicadas en modelos de TCE que estudian las mismas variables. Como son usadas indistintamente, el objetivo es comparar la PIC y la CE en dos modelos de TCE.
MÉTODO: Dieciocho perros machos, anestesiados, ventilados y distribuidos eventualmente en dos grupos: BS - balón subdural (n = 9) y LC - lesión criogénica (n = 9). Análisis de la PIC, CE y presión de perfusión encefálica (PPE) en cinco momentos: final de la preparación (M0), encéfalo normal (M1), inicio de la lesión (M2), término de la lesión (M3) y lesión establecida (M4). CE es la variación de la PIC durante la hipertensión arterial inducida (HAI) en 50 mmHg en M1 y M4. PPE = presión arterial media (PAM) - PIC. Prueba t de Student emparejado para el mismo grupo en diferentes momentos y t de Student para dos muestras diferentes para el mismo momento entre los grupos.
RESULTADOS: La PAM fue semejante en los grupos en los momentos estudiados (p = 0,31 en M0; p = 0,25 en M1; p = 0,31 en M2; p = 0,19 en M3; p = 0,05 en M4). La PIC fue semejante en los grupos en M0 (p = 0,27) y M1 (p = 0,21), pero diferente en M2 (p < 0,001). La PIC se volvió semejante en los grupos en M3 (p = 0,39) y M4 (p = 0,98), se elevó en BS en M1 (p = 0,04) y M2 (p = 0,01), pero no en M3 (p = 0,36) ni en M4 (p = 0,12). En el LC la PIC aumentó en M1 (p < 0,01), M3 (p < 0,001) y M4 (p < 0,001), pero no en M2 (p = 0,18). Hubo aumento de la PPE en M1 (p < 0,001) y M4 (p < 0,001), semejante en los grupos (p = 0,16 en M1 y p = 0,21 en M4). En M2 hubo reducción de la PPE en los grupos (p < 0,001), más intensa en LC (p < 0,001). En M3 hubo aumento de la PPE en BS (p = 0,02) y reducción en el LC (p = 0,01), lo que hizo la PPE semejante en los grupos (p = 0,43). En M4 hubo aumento de la PPE semejante en los grupos (p = 0,16).
CONCLUSIONES: El efecto de la HAI en el modelo de LC es comparable al observado en el modelo de BS. Ese tipo de lesión debe ser mejor estudiada para establecer precisión en la proporción entre la extensión de la lesión y la reducción de la CE, aparentemente, un proceso gradual y evolutivo cuyos límites aún no son totalmente conocidos.


 

 

INTRODUÇÃO

O encéfalo é órgão elástico que, em condições normais, pode modificar seu volume discreta e rapidamente pela alteração do conteúdo de líquor e/ou de sangue, eventualmente alterando a pressão intracraniana (PIC), dependendo da complacência encefálica (CE) 1,2. A complacência do encéfalo - também referida como elastância - pode ser compreendida como medida da viscoelasticidade, ou da rigidez, do tecido nervoso. Em termos matemáticos, elastância representa a variação volumétrica observada em resposta à modificação da pressão de um corpo elástico, enquanto complacência expressa a relação inversa. Em termos biológicos, o conceito exprime capacidade de compensar incremento volumétrico dentro do crânio, particularmente útil em condições patológicas 1,3. Segundo a doutrina de Monro-Kellie, quando o volume de um dos componentes do encéfalo aumenta, outro(s) deve(m) reduzir-se proporcionalmente, ou a PIC aumenta. A elevação sustentada da PIC acima de 15 mmHg é condição patológica definida como hipertensão intracraniana (HIC) 2.

O trauma cranioencefálico (TCE), principalmente quando grave, causa HIC 4 - originada a partir de água (edema), líquor (hidrocefalia), sangue intravascular (inchaço encefálico ou brain swelling) ou extravascular (hematomas extradural, subdural ou intraparenquimatoso) - e ainda prejudica a autorregulação vascular encefálica (ARVE) 5, podendo reduzir a pressão de perfusão encefálica (PPE) de modo dependente da pressão arterial média (PAM) 6. Alem disso, as vítimas de TCE experimentam dor decorrente do trauma e ainda sofrem manipulações diversas durante seu tratamento, como a intubação e aspiração da traquéia, punções cutâneas, sondagem vesical e nasogástrica, estímulos potencialmente nociceptivos que promovem o aumento da PAM. Essa hipertensão induzida pode aumentar o volume de sangue dentro do compartimento intracraniano, especialmente se há redução da ARVE e da CE. Por essas razões o TCE pode alterar a complacência e a perfusão encefálica de modos diversos.

A maneira e a intensidade em que essas alterações ocorrem é dependente do modo, da velocidade e da intensidade em que o TCE promove a HIC, portanto, o modelo experimental é importante determinante dos resultados observados e das conclusões inferidas a partir deles.

Os modelos experimentais conhecidos procuram mimetizar os fenômenos que surgem na agressão ao neurônio decorrentes do TCE. Dois modelos em particular se destacam por apresentar características específicas semelhantes àquelas encontradas nas vítimas de TCE: a redução da complacência e da pressão de perfusão encefálica.

O primeiro desses modelos é obtido com a insuflação gradual de balão localizado no compartimento intracraniano (extradural, subdural ou intraventricular). A principal vantagem consiste em aumentar a PIC de modo controlável 7, permitindo manter a intensidade em valor e tempo desejados 3, o que facilita o estudo da complacência e da perfusão encefálica. Contudo, apesar de ser possível atingir valores de HIC que reduzam a PPE 8, a lesão da barreira hematoencefálica (BHE) não é tão pronunciada como em outros modelos ou como no próprio TCE em humanos 9, o que é uma característica desvantajosa desse modelo.

O segundo modelo consiste no estabelecimento de lesão encefálica focal obtida por meio de resfriamento intenso (lesão criogênica). Nesse modelo observam-se alterações histopatológicas do encéfalo 10 como ruptura da BHE, formação de edema, hemorragia intraparenquimatosa e importante prejuízo no mecanismo de ARVE 5, promovendo incremento da volemia intravascular em decorrência da estase resultante 8. Todavia, o efeito de massa, como observado no modelo de balão, é incipiente.

Nos modelos de lesão criogênica, a ruptura da BHE e o edema resultante parecem contribuir de forma mais importante para redução da CE do que nos modelos de balão, onde o efeito de massa parece ser o principal componente que reduz a ARVE e assim, altera a CE.

Ambos os modelos têm sido freqüentemente empregados no estudo do TCE sem levar tais considerações em conta e ainda não foram confrontados para comparação das alterações na ARVE e na CE, particularmente, na vigência de hipertensão arterial concomitante a HIC, e, portanto, carecem de melhor esclarecimento se são de fato comparáveis.

Por essas razões, o objetivo do presente estudo é comparar o efeito da hipertensão arterial induzida sobre a complacência e a pressão de perfusão do encéfalo em dois modelos experimentais empregando cães, sejam submetidos à lesão encefálica causada por insuflação de balão subdural ou por lesão criogênica com nitrogênio líquido.

 

MÉTODO

Dezoito cães de ambos os sexos, sem raça definida, pesando de 10 kg a 20 kg, em jejum de 10 horas, sem medicação pré-anestésica e após exame e liberação do veterinário responsável pelo biotério da instituição foram colocados em caixa acrílica transparente saturada e ventilada com halotano a 4% em fluxo de 10 L.min-1 de O2/N2O (1:1).

Após inconsciência e redução da freqüência respiratória para 12 i.r.p.m. posicionamento supino em goteira de Claude-Bernard, intubação traqueal, redução da fração inspirada de halotano para 2%, instalação de ventilação controlada mecânica com volume corrente de 8 mL.kg-1, relação I/E de 1:1 e freqüência ajustada para manter CO2 expirado em 33 ± 2 mmHg. Colocação do sensor do oxímetro de pulso na língua, eletrocardioscopia na derivação DII nas patas, termômetro timpânico à direita, capnógrafo e analisador de gases. Infiltração subcutânea com 1 mL de lidocaína a 1% prévia a todas incisões. Dissecção e cateterização da artéria femoral para monitorização contínua da pressão arterial média (PAM) e da veia femoral para pressão venosa central (PVC) à direita. Dissecção e cateterização da artéria femoral esquerda para coleta de amostra sangüínea para dosagens bioquímicas e da veia femoral ipsilateral para infusão de anestésicos e solução fisiológica a 0,9%. Redução da fração inspirada de halotano para 1% e administração de fentanil 2 µg.kg-1 e pancurônio 0,08 mg.kg-1. Mudança de decúbito para posição de "esfinge". Exposição cirúrgica da calota craniana. Trepanação circular de 1 cm de diâmetro, 1,5 cm lateralmente à linha média do crânio e introdução de sensor intracerebral para monitorização da PIC.

Distribuição aleatória, em dois grupos com o mesmo número de animais, segundo o esquema:

1 - Grupo balão subdural (BS) - Trepanação de 3 mm x 5 mm e abertura da dura-máter, no hemisfério contralateral ao cateter de PIC, introdução de 2 cm da extremidade distal da sonda de Foley no espaço subaracnóideo. Fechamento hermético com resina acrílica. Insuflação lenta e gradual do balonete com solução de NaCl a 0,9% para PIC em torno de 40 mmHg por 20 minutos (Figuras 1 e 2).

2 - Grupo lesão criogênica (LC) - Fixação de funil plástico com resina acrílica à calota craniana contralateral à trepanação da PIC. A área delimitada pela extremidade do funil fixada na calota craniana foi uma circunferência de 25 mm de diâmetro. A seguir, nitrogênio líquido foi vertido dentro do funil, diretamente sobre a tábua óssea por 20 minutos (Figuras 3 e 4).

Teste de complacência encefálica: o teste de complacência encefálica constitui o cerne do modelo experimental proposto neste estudo e depende do estado funcional do mecanismo autorregulatório vascular do encéfalo. Consiste na elevação controlada da PAM de um valor basal em torno de 90 mmHg até o limite de 140 mmHg e na mensuração da PIC e PPE resultantes.

O volume sangüíneo encefálico (VSE) é função do FSE. Assim, a elevação da pressão arterial dentro desses limites de pressão pouco modifica o volume intracraniano se o mecanismo de ARVE está íntegro, e se o faz, é para um valor discretamente menor; portanto, essa hipertensão induzida não eleva a PIC 5. De modo oposto, se o encéfalo sofre agressão e o mecanismo de autorregulação torna-se funcionalmente comprometido 5, o aumento da pressão arterial, mesmo dentro do intervalo fisiológico de pressão arterial, dilata passivamente as arteríolas de resistência e aumenta o FSE e, por consecutivo, o VSE 8. Este incremento no volume intracraniano termina por elevar a PIC e reduzir a complacência do encéfalo 2.

A partir dessa conclusão pode-se inferir qualitativamente o estado funcional da autorregulação vascular 16 e quantificar a CE por meio da variação da PAM dentro do intervalo fisiológico desse fenômeno.

Quando o teste é negativo, ou seja, quando não há alteração significativa da PIC, infere-se que o mecanismo de ARVE esteja íntegro (curva "a" da figura 5) e que a elasticidade do parênquima esteja na região linear da curva de complacência encefálica (segmento "a" da figura 6).

Quando o teste é positivo, isto é, quando ocorre elevação significativa da PIC com aumento da PAM, infere-se que exista prejuízo funcional na ARVE (curva "b” da figura 5) e que a complacência encefálica encontre-se parcialmente diminuída na HIC moderada (segmento "b") ou muito reduzida na HIC grave (segmento "c") da curva de Langfitt 8 (Figura 6).

A eventual variação do VSE é função da atividade da ARVE, mas quando ocorre, também é dependente da magnitude dessa variação pressórica. Se a variação da PAM for sempre de mesma magnitude e se todas as outras condições que interfiram com o fluxo sangüíneo encefálico forem mantidas constantes, pode-se considerar o incremento observado na PIC como dependente apenas do estado funcional da ARVE e do grau de complacência do encéfalo.

Assim, considerando que: 1) as elevações de PAM sejam arbitrárias e definidas pelos pesquisadores, e, portanto, semelhantes nos diversos momentos do estudo; 2) que as hipertensões induzidas (PAM final menos inicial) terminem por gerar incrementos do volume sangüíneo encefálico também semelhantes, proporcionais à intensidade dessa variação de PAM; e 3) que o aumento da PIC seja decorrente apenas desses incrementos volumétricos de sangue dentro do crânio, então, pode-se estabelecer uma relação entre a variação da PIC em função da variação da PAM, ou seja, uma relação absoluta de pressão em termos de pressão.

A variação da PAM foi arbitrariamente determinada em 50 mmHg por ser valor intenso o suficiente para poder elevar a PIC em caso de incompetência da ARVE e ser obtida por meio da infusão titulada e controlada de solução diluída de norepinefrina. Partiu-se de um valor basal em torno de 90 mmHg para um teto em torno de 140 mmHg, com o cuidado de não ultrapassar o limite superior do fenômeno autorregulatório. Também procurou-se partir rigorosamente do mesmo valor basal de PAM e repetir cada uma das elevações da PAM sempre no mesmo intervalo de tempo.

As variáveis analisadas - PAM, PIC e PPE - foram coletadas nos seguintes momentos:

(M0) - Momento zero - após período de estabilização, correspondente a 20 minutos após inserção dos sensores para as variáveis estudadas. Neste tempo também foram analisadas as dosagens de sódio (osmolaridade), pH, PaCO2, PaO2, saturação de O2 (ARVE) e hematócrito (viscosidade) do sangue arterial, para verificar se os grupos eram semelhantes nessas variáveis.

(M1) - Momento 1 - Primeiro teste de complacência encefálica: infusão titulada de norepinefrina até PAM alvo e registro da PIC e PPE resultantes - correspondente à resposta do encéfalo (ARVE e CE) normal frente à hipertensão arterial induzida.

(M2) - Momento 2 - Quinze minutos após o final da infusão de norepinefrina em M1, quando as variáveis hemodinâmicas já haviam retornado aos valores basais, iniciou-se a lesão encefálica: insuflação do balão subdural até atingir PIC acima de 30 mmHg no grupo BS ou início da lesão criogênica, vertendo o nitrogênio líquido no funil por um período de 20 minutos no grupo LC.

(M3) - Momento 3 - Após 20 minutos de balão subdural insuflado no grupo BS com PIC mínima de 30 mmHg e 20 minutos após o término da lesão criogênica, ou seja, 40 minutos após o início da lesão criogênica no grupo LC, correspondente ao final do estabelecimento das lesões nos grupos.

(M4) - Momento 4 - Segundo teste de complacência: infusão titulada de norepinefrina até PAM alvo e registro da PIC e PPE resultantes - correspondente à resposta do encéfalo (ARVE e CE) lesado frente à hipertensão arterial induzida. A figura 7 mostra a cronologia da experimentação.

Ao término do experimento, houve aprofundamento do plano anestésico seguido do sacrifício com injeção em bolus de 10 mL de cloreto de potássio a 19,1%. A análise estatística empregou: o teste t de Student pareado para comparar as variações observadas dentro do mesmo grupo entre os momentos M0 e M1, sem que o encéfalo sofresse agressão; o teste t de Student para duas amostras distintas para comparar os dois grupos no momento M0 (pressão normal) e em M1 (hipertensão arterial) para verificar se os animais pertenciam à mesma amostra populacional; o teste t de Student para duas amostras distintas para comparar as variáveis entre os grupos nos seguintes momentos:

1. M2 quando se iniciou a insuflação do balão para atingir o valor de PIC entre 30 e 50 mmHg no grupo balão subdural e início do resfriamento no grupo lesão criogênica.

2. M3 quando completados 20 minutos de balão insuflado no grupo balão subdural e depois de 40 minutos após iniciar o resfriamento no grupo lesão criogênica.

3. M4 após a infusão da segunda dose de norepinefrina para causar hipertensão arterial em ambos os grupos.

A comparação dentro do grupo usou o teste t de Student pareado nos seguintes tempos:

1. Entre M2 e M3 para averiguar se houve alteração entre estes tempos, pois os mecanismos de lesão foram distintos nos dois grupos.

2. Entre M3 e M4 para averiguar se a infusão de norepinefrina causou alteração em cada tipo específico de lesão.

 

RESULTADOS

Os animais dos dois grupos pertenceram à mesma população quando avaliados pelas variáveis hemodinâmicas (pressão arterial média e freqüência cardíaca), encefálicas (PIC e PPE), metabólicas (sódio, potássio, pressão parcial arterial de gás carbônico, hematócrito e temperatura) e morfométrica (peso) no momento M0 (Tabelas I, II e III).

Pressão arterial média (PAM): Em M1, houve aumento da PAM nos grupos BS (145,7 ± 6,2; p < 0,05) e em LC (140,7 ± 11,5; p < 0,05). Além disso, a intensidade da hipertensão arterial induzida (HAI) foi semelhante nos dois grupos nesse tempo do estudo (p = 0,25), como era desejado. Após o período de repouso e estabilização, o que corresponde ao início da lesão nos dois grupos, em M2, a PAM retornou aos valores basais nos dois grupos. Do mesmo modo, a PAM de repouso até o início do segundo teste de complacência em M3 também foi semelhante nos dois grupos (BS = 97 ± 7,1 e LC = 91,8 ± 10,3; p = 0,31). Após estabelecimento da lesão em M3, a PAM permaneceu semelhante a M2 em BS (101,3 ± 8,1; p = 0,65) e em LC (95,8 ± 9,4; p = 0,41). Como esperado, durante HAI houve aumento significativo da PAM, tanto em BS (148,1 ± 10; p < 0,001) como em LC (138,4 ± 8; p < 0,001). Neste último teste a PAM de BS foi maior, ainda que discretamente, que em LC (p = 0,04). (Tabela II e Figura 8).

Pressão intracraniana (PIC): Em M1, houve aumento significativo da PIC tanto em BS (9,5 ± 4,7; p = 0,04) como em LC (11,3 ± 3,7; p = 0,01), de magnitude semelhante nos dois grupos (p = 0,21). Em M2 houve aumento significativo da PIC em BS (37 ± 7,4; p = 0,01) com a insuflação do balão, enquanto em LC a PIC manteve-se inalterada (12 ± 3,7; p = 0,18). Neste instante os valores da PIC tornaram-se distintos (p < 0,001). Em M3, a PIC manteve-se elevada no grupo BS, sem diferença em relação a M2 (32 ± 12,9 e p = 0,39). Já no grupo LC, vinte minutos após a lesão criogênica, o que marca o tempo do estudo M3, a PIC aumentou significativamente (26 ± 6,6; p < 0,001), tornando as PIC novamente semelhantes (p = 0,39). Em M4, no segundo teste de complacência, o aumento observado no grupo BS não foi significativo (38 ± 17,1; p = 0,12), por sua vez, no grupo LC o aumento foi significativo (35,7 ± 6,7; p < 0,001), embora os valores da PIC fossem semelhantes nos grupos (p > 0,98) (Tabela III e Figura 9).

Pressão de perfusão encefálica (PPE): Houve aumento significativo da PPE entre M0 e M1, tanto em BS (136 ± 6,9; p < 0,001) como em LC (126 ± 5; p < 0,001), maior no grupo BS (p = 0,002). Já em M2, houve redução da PPE em BS (60 ± 6,9; p < 0,001) e em LC (79,8 ± 10,2; p < 0,001). A redução da PPE em BS foi maior que em LC (p < 0,001). Em M3, como houve aumento da PPE em BS (72,6 ± 13; p = 0,02) e redução em LC (69,8 ± 9,9; p = 0,01), a PPE tornou-se semelhante nos dois grupos (p = 0,43). Com a HAI em M4, a PPE aumentou em BS (110,1 ± 17,1; p < 0,001) e em LC (102,6 ± 8,3; p < 0,001). Esse incremento foi semelhante nos grupos BS e LC (p = 0,16), (Tabela IV e Figura 10).

Temperatura: A temperatura timpânica sofreu redução significativa em M2 nos dois grupos, BS (35,4 ± 1,8; p = 0,05) e LC (33,5 ± 1,4; p = 0,006), sendo menor em LC (p = 0,02), e assim se mantendo até M4 (Tabela V).

 

DISCUSSÃO

Vários modelos de agressão encefálica controlada têm sido utilizados para estudar as modificações que ocorrem durante e após o trauma cranioencefálico 9,20,29,31-35. Intuitivamente, o modelo que mais se aproxima desta forma de agressão é a contusão do crânio com objetos sólidos.

Entretanto, este tipo de agressão freqüentemente gera hematomas intracranianos e fraturas do estojo ósseo, fatores que exercem efeitos imprevisíveis sobre a complacência cranioencefálica 17. Por isso, modelos experimentais que possibilitam um aumento gradual e controlado da PIC, mais previsíveis, portanto, são os mais empregados.

A insuflação com balão subdural ou peridural, infusão de líquido intraventricular ou outras formas de expansão volumétrica intracraniana podem ser mais previsíveis quanto ao valor e tempo que se deseje manter a hipertensão intracraniana. Porém, não comprometem muito a permeabilidade da barreira hematoencefálica e, por conseqüência, o edema do tecido nervoso parece não ser um fator importante nesses modelos. Alguns autores 18 sugerem que, após o TCE, o edema do encéfalo contribua para aumentar o volume dentro do crânio mais do que a estase sangüínea decorrente da vasoparesia, ou seja, que o aumento da PIC possa ser decorrente muito mais do aumento de água, seja no extravascular, seja no intracelular, do que de sangue intravascular.

Além disso, no trauma cranioencefálico grave, freqüentemente a PIC está aumentada num valor crítico, a ponto de comprometer a perfusão encefálica 6. Esta hipertensão intracraniana extremamente elevada nem sempre foi encontrada nos estudos que avaliam a PIC 17, e que portanto, nem sempre tiveram a pressão de perfusão encefálica reduzida a esses níveis críticos que comprometessem a reatividade vascular e o fluxo sangüíneo encefálico.

Neste modelo, no grupo BS procurou-se manter a PIC acima de 30 mmHg, como encontrado em traumas cranioencefálicos graves, valor que reduziu significativamente a pressão de perfusão encefálica, de um valor basal médio de 87 mmHg em M0 para 60 mmHg em M2 (p < 0,001). Com hipertensão intracraniana intensa o suficiente, além de reduzir a perfusão, ocorre também redução do tônus muscular das arteríolas encefálicas e importante prejuízo funcional no mecanismo autorregulatório, conduzindo à dilatação passiva do leito vascular de resistência e aumento do volume sangüíneo encefálico na vigência de hipertensão arterial sistêmica 8, mesmo que em valores diminutos, agravando ainda mais a hipertensão intracraniana já existente.

Um grupo 6 mostrou que quando a pressão de perfusão encefálica é menor que 60 mmHg, o fluxo sangüíneo encefálico começa a reduzir-se. Por sua vez, outros autores 16 demonstraram em cães anestesiados, se respeitados os limites de pressão arterial entre 50 e 150 mmHg, que a complacência do encéfalo relaciona-se à pressão de perfusão de modo diretamente proporcional em condições normais, isto é, com o encéfalo íntegro e autorregulação preservada; e de modo indiretamente proporcional quando o encéfalo sofre agressão que prejudica funcionalmente o seu mecanismo autorregulatório. Quando a autorregulação é normal, a variação da pressão arterial média dentro do intervalo fisiológico é incapaz de alterar significativamente o FSE, e, por conseguinte, de alterar também de forma significativa o volume sangüíneo encefálico (VSE) e modificar a complacência. Ao contrário, com o mecanismo autorregulatório abolido, o VSE sofre incremento em razão do incremento do FSE quando a PAM se eleva, reduzindo a complacência.

A avaliação da complacência encefálica por meios não volumétricos, isto é, sem a modificação do volume do compartimento intracraniano, foi realizada em estudos diversos 19,29,30. Esses autores estudaram a morfologia da onda B da curva de PIC na presença de HIC, mas não encontraram correlação significativa da alteração morfológica dessa onda com a complacência encefálica avaliada pelos métodos volumétricos. Também sugeriram que o melhor método de avaliação seja o índice volume/pressão utilizado por outros autores 2,20.

Durante o transporte, cirurgia ou permanência do paciente na unidade de terapia intensiva, com certa freqüência ele é submetido a estímulos nociceptivos que elevam a pressão arterial a valores indesejáveis, o que termina por reduzir a perfusão do neurônio, justamente quando o mecanismo de reatividade vascular do encéfalo está funcionalmente prejudicado.

Para tentar reproduzir essa situação a proposta deste estudo avaliou a complacência encefálica exatamente por meio da hipertensão arterial induzida, o que também aumenta a volemia intracraniana quando o encéfalo sofre agressão 6,8.

A hipertensão intracraniana foi limitada no grupo BS em valores abaixo de 50 mmHg para que se pudesse avaliar a complacência nos momentos subseqüentes ao estabelecimento da lesão.

A comparação da complacência dos modelos de balão com o de lesão criogênica foi importante, uma vez que não se sabia como este modelo iria se comportar com uma extensão de lesão antes não descrita.

Além disso, insuflação demasiada do balão subdural eventualmente deslocaria as estruturas adjacentes, causando hemorragias meníngeas, herniações, ingurgitamento do sistema venoso e hidrocefalia por obstrução da drenagem de líquor 1.

O modelo de lesão criogênica tem sido utilizado para avaliar a permeabilidade da barreira hematoencefálica tanto pela análise de densidade gravimétrica como pela quantidade de água em exame anatomopatológicos da região agredida do encéfalo 10,14. A lesão criogênica também causa alterações na reatividade vascular encefálica na área comprometida 5. Um grupo demonstrou que o edema e inchaço encefálico surgem de modo significativo já nos primeiros 15 a 30 minutos após lesão criogênica 10. Entretanto, a maioria dos experimentos com lesão criogênica não produziu lesão tecidual de extensão suficiente para elevar a HIC em valores que comprometessem a pressão de perfusão encefálica, nem prejudicar suficientemente o mecanismo de ARVE, pois, ou a superfície resfriada tinha pequena extensão, ou pouco tempo de contato do agente criogênico com o cérebro 11-15.

Historicamente a lesão criogênica não tem sido utilizada para o estudo da PIC 11,12,14, pois parece que a extensão da lesão descrita por esses autores não teve volume suficiente para comprometer a PIC e o mecanismo de ARVE de modo significativo. Como o volume comprometido que descrevem não é grande, parece que os mecanismos de compensação da complacência do encéfalo, deslocamento de líquor e sangue, são eficientes para manter a PIC em valores normais ou próximos deles 8,12.

No presente estudo a proposta foi avaliar a complacência encefálica empregando dois modelos distintos, porém, em ambos, o grau de agressão proposto foi maior do que o normalmente estudado, mais próximo aquele observado nos pacientes vítimas de TCE grave.

Em M0, as variáveis PAM (p = 0,31), PIC (p = 0,27) e PPE (p = 0,19) foram semelhantes nos dois grupos, confirmando pertencerem à mesma população. Outras variáveis que também poderiam influenciar fluxo sangüíneo encefálico 36, e, por conseguinte, nos resultados - temperatura central (metabolismo neuronal, p = 0,17), sódio plasmático (edemas de origem osmótica, p = 0,81), hematócrito (viscosidade sangüínea, p = 0,65) e pressão arterial parcial de CO2 (alteração do mecanismo autorregulatório, p = 0,37) - também foram analisadas. De modo análogo, não foram observadas diferenças significativas entre os dois grupos.

Tomou-se especial cuidado em não elevar a pressão arterial acima do limite superior da ARVE, (> 150 mmHg), para evitar que a hipertensão arterial atuasse sobre a ARVE per se 21, ou aumentasse a permeabilidade capilar do encéfalo normal 21-23.

O plano anestésico foi mantido em profundidade adequada, mas não demasiada, com a fração expirada de agente halogenado abaixo de 1% (menor que a DE95) devido à associação de opióide venoso em doses iguais nos dois grupos. Evitou-se ainda a hipercarbia para que disritmias cardíacas não ocorressem com a infusão de norepinefrina associada ao halotano 24 nem causasse vasodilatação da vasculatura encefálica com conseqüente incremento do volume de sangue dentro do crânio 25.

Neste trabalho houve um aumento limítrofe de significância da PIC em M1 nos dois grupos (p = 0,05 em BS e p = 0,01 em LC), Entretanto, esse aumento foi discreto e bastante fugaz, sem significado biológico correspondente. Igualmente importante, não se observou diferença significativa entre os grupos na intensidade dessa variação (p = 0,21). Considerou-se normal esse breve incremento da PIC durante hipertensão arterial induzida. O aumento da PIC em resposta à hipertensão arterial em encéfalo normal, discreto e temporário, também foi observado por outros pesquisadores 26,31.

Em M1 a pressão de perfusão aumentou mais no grupo BS do que no grupo LC (p = 0,002), provavelmente, porque o aumento da pressão arterial foi maior e ocorreu, concomitantemente, aumento de menor intensidade da PIC no grupo BS do que no grupo LC.

No grupo BS em M2, houve aumento repentino da PIC (p < 0,001) e redução da pressão de perfusão encefálica (p < 0,001) como foi proposto, sendo mantido por 20 minutos nesses valores com insuflação complementar do balão subdural cada vez que a PIC tendesse a diminuir, para que pudesse ocorrer certo grau de comprometimento da reatividade vascular encefálica. Após esse período de agressão e redução da pressão de perfusão, observou-se em M3 um aumento discreto da pressão arterial nos dois grupos, embora esse incremento não tenha sido significativo (p = 0,19).

A elevação da pressão arterial observada no repouso dos dois grupos pode ser explicada como sendo resposta do sistema nervoso central à isquemia gerada pela hipertensão intracraniana 27,28.

Não houve redução da PIC no grupo BS entre M2 e M3 (p = 0,36). Embora não significativa, a discreta redução da PIC provavelmente deveu-se aos mecanismos de compensação da complacência, deslocamento de líquor e sangue para fora do crânio enquanto o balão subdural era desinsuflado.

Ainda que não representem diferenças significativas quando considerados isoladamente, o aumento da pressão arterial associado à redução da PIC resultou em aumento importante da pressão de perfusão encefálica em M3 no grupo BS (p = 0,03).

Em M4 o significativo aumento da pressão arterial média produzido (p < 0,001 em BS e em LC) correspondeu ao esperado, pois o efeito dessa hipertensão arterial induzida sobre a PIC do encéfalo agredido foi justamente o objetivo deste estudo.

Nesse momento no grupo BS, embora tenha sido observado aumento da PIC, esse aumento não foi significativo (p = 0,12) quando comparada ao momento anterior M3, quando a pressão arterial era normal, nesse mesmo grupo. A resultante foi um aumento da pressão de perfusão encefálica (p < 0,001) com a infusão da norepinefrina.

Talvez uma agressão mais intensa do encéfalo fosse necessária no grupo BS para que houvesse maior comprometimento da ARVE. O tempo no qual o balão esteve insuflado poderia ser superior a 20 minutos ou o nível da hipertensão intracraniana poderia ser maior que 50 mmHg.

Por outro lado, a isquemia de 20 minutos parece ter sido razoável, e a insuflação do balão mantendo a PIC acima de 50 mmHg poderia deslocar as estruturas encefálicas adjacentes e modificar a dinâmica do sangue e líquor.

Por sua vez, no grupo LC em M2, mesmo já iniciada a lesão com nitrogênio líquido, a PIC ainda não mostrava nenhuma alteração (p = 0,18), provavelmente porque as alterações sobre a barreira hematoencefálica e na reatividade vascular encefálica ainda não tivessem tido tempo de se instalar. Dois autores demonstraram que, tanto o edema como o inchaço encefálico manifestam-se na lesão criogênica do encéfalo após período tão curto como 15 a 20 minutos após estabelecimento da lesão, continuando a evoluir por até 12 horas após o início da reperfusão do tecido lesado 10.

Como neste momento a PAM foi semelhante ao valor basal inicial (p = 0,93) e também não foi diferente da PAM do grupo BS (p = 0,31), a PPE do grupo LC foi maior que o do grupo BS (p < 0,001).

No momento M3, quarenta minutos após o início da lesão criogênica, correspondentes a 20 minutos de lesão acrescidos de 20 minutos de repouso para o degelo e reperfusão do encéfalo super-resfriado, a PIC começou a aumentar (p < 0,001). Nesse momento as repercussões na PIC e no mecanismo reativo da vasculatura encefálica causados pela lesão criogênica já se manifestavam, em concordância com os achados desses autores 10.

Com esse aumento da PIC, a PPE sofreu redução (p = 0,01) nesse grupo (LC). No mesmo momento M3, a PPE dos grupos BS e LC foi semelhante (p = 0,43). Em M4 a infusão de norepinefrina elevou a PAM (p < 0,001) que causou aumento da PPE (p < 0,001), mas também aumentou a PIC (p < 0,001) no grupo LC. Isto sugere uma redução da complacência, que é decorrente diretamente da lesão criogênica, mais importante que o comprometimento dessa variável observado no grupo BS, quando o balão subdural foi desinsuflado.

Aparentemente, a diferença entre os dois modelos estudados sugere que, no modelo de balão subdural, a complacência do encéfalo aproxima-se mais do ponto "b" da curva de pressão/volume no território intracraniano, como descrito, pela primeira vez 8, em 1965 (Figura 6). Já no modelo de lesão criogênica extensa, a complacência parece estar mais próxima da região "c" da mesma curva, especialmente mais tardiamente. Isto sugere que, nos moldes das lesões estipuladas, o modelo de lesão criogênica seja mais prejudicial ao encéfalo e altere mais a complacência e o mecanismo de autorregulação vascular.

Embora durante o segundo teste de complacência (M4), a PIC não tenha mostrado diferença significativa entre os grupos (p = 0,98), a evolução das duas formas de lesão encefálica mostrou tendências nitidamente distintas no transcorrer do tempo, ao longo da experimentação.

No grupo LC a formação de edema e a perda da ARVE pareceram progredir com o tempo, o que também sugere uma lesão mais grave, prolongada e irreversível (apoptose). Mesmo que o nível de hipertensão arterial induzida tenha sido algo maior no grupo BS que em LC, as repercussões sobre a PIC, e, portanto sobre a complacência do encéfalo, foram ainda maiores com a lesão criogênica extensa.

As alterações da PIC com modelos de lesão a frio nem sempre foram evidentes nos estudos anteriores 11,12,14,15, provavelmente porque nesses modelos a extensão da lesão tenha sido pequena e insuficiente para comprometer significativamente os mecanismos de compensação do aumento da PIC, resultando em um modelo de encéfalo agredido, mas cuja extensão da lesão não tivesse sido suficiente para elevar a PIC, que se manteve praticamente inalterada em todos esses modelos.

Segundo os achados de um grupo de pesquisadores, no trauma cranioencefálico o edema cerebral é o componente mais importante na fisiopatologia deste tipo de agressão 4. Assim, optou-se por realizar uma agressão que modificasse muito, não só a reatividade vascular, como outros modelos, mas também a permeabilidade da barreira hematoencefálica.

Outros pesquisadores estudaram as variáveis hemodinâmicas e a PIC durante a lesão criogênica do encéfalo e determinaram que o volume da lesão está intimamente correlacionado às alterações do fluxo sangüíneo encefálico 12.

A extensão da lesão criogênica escolhida nesse trabalho parece mostrar bem as alterações estudadas, entretanto, a literatura ainda é escassa e inconclusiva a respeito desse modelo, particularmente na quantificação do tempo de resfriamento do encéfalo, no ponto de contato direto com o nitrogênio líqüido, isto é, se no osso, na dura-máter ou no cérebro, e na extensão da superfície resfriada. Neste modelo optou-se por circunscrever uma pequena superfície da calota craniana e expor ao N2 líqüido por um tempo maior do que o empregado por outros autores.

A temperatura timpânica, no grupo LC, sofreu redução significativa durante o estabelecimento da lesão criogênica em M2 (p = 0,006), diferenciando-se da temperatura do grupo BS (p = 0,02), e mantendo-se assim até o final do experimento. Essa diminuição da temperatura deveu-se principalmente ao mecanismo de lesão, que é gerado pelo resfriamento intenso e da proximidade do sensor de temperatura.

Concluiu-se que o modelo experimental de lesão criogênica pode ser utilizado no estudo da complacência encefálica. Ele é comparável ao modelo de balão subdural do ponto de vista das variáveis da dinâmica encefálica, pelo menos no intervalo de tempo observado.

Concluiu-se, também, concordando com os achados de outro grupo 12, que a extensão da lesão é fundamental na determinação do comprometimento ao mecanismo de ARVE, e ainda deva ser melhor padronizada em estudo posterior, com diferentes intensidades e tempos de resfriamento no modelo de lesão criogênica para que se possa estabelecer uma maior precisão na proporção entre a lesão e a redução da complacência resultante.

A lesão encefálica resultante do resfriamento com nitrogênio líqüido foi mensurada em dois momentos: a fresco e após fixação em formalina por duas semanas para estabelecimento de correlação entre o tempo de resfriamento e a extensão da lesão obtida. Todo o hemisfério encefálico lesado foi corado pela hematoxilina-eosina e analisado sob microscopia óptica durante o desenvolvimento de estudo piloto de outro trabalho da mesma linha de pesquisa que este, encontrando-se em fase de preparação para publicação. No modelo da lesão criogênica, particularmente se extensa, postulou-se que, pelo menos aparentemente, o aumento da PIC parece ser um processo gradual e evolutivo, e seus limites ainda carecem melhor esclarecimento.

A evolução fisiopatológica da lesão criogênica é bem distinta da lesão obtida pela insuflação de balão subdural, e nesta, talvez houvesse a necessidade de maior insuflação ou de mais tempo de hipertensão intracraniana. Entretanto, as repercussões associadas ao deslocamento de estruturas encefálicas, o que não é acompanhado por lesão de proporcional intensidade na barreira hematoencefálica, não representam bem as alterações observadas nas vítimas de traumatismo cranioencefálico grave, onde a contusão parenquimatosa predomina, como no modelo de lesão criogênica, apresentando lesão tissular mais intensa e grave da barreira hematoencefálica que os hematomas simulados pelo modelo do balão.

 

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Endereço para correspondência
Dr. Marcelo Lacava Pagnocca
Rua Piracuama 316/11 Perdizes
05017-040 São Paulo, SP
E-mail: lacava@usp.br

Apresentado em 23 de agosto de 2004
Aceito para publicação em 17 de janeiro de 2005

 

 

* Recebido do Laboratório de Investigação Médica em Anestesiologia Experimental - LIM-08 Disciplina de Anestesiologia do Departamento de Cirurgia da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo, SP. Apoio da FAPESP - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Processo nº 99/02663-8)