Comparação dos efeitos de dexmedetomidina administrada em dois momentos diferentes para lesão de isquemia/reperfusão renal em ratos

Edip Gonullu Sevda Ozkardesler Tuncay Kume Leyla Seden Duru Mert Akan Mehmet Ensari Guneli Bekir Ugur Ergur Reci Meseri Oytun Dora Sobre os autores

Resumos

Background and objectives:

We investigated the effect of dexmedetomidine on ischemic renal failure in rats.

Methods:

In the present study, 26 male adult Wistar albino rats weighting 230-300 g were randomly separated into four groups: sham-operated (n = 5), ischemia reperfusion (IR) (IR group, n = 7), IR/reperfusion treatment with dexmedetomidine (Dex. R group, n = 7) and IR/pre-ischemic treatment with dexmedetomidine (Dex. I group, n = 7). In the first group, sham operation was achieved and renal clamps were not applied. For the IR group, renal ischemia was induced by occlusion of the bilateral renal arteries and veins for 60 min followed by reperfusion for 24 h. For the Dex. R and Dex. I groups, the same surgical procedure as in the IR group was performed, and dexmedetomidine (100 mcg/kg intraperitoneal) was administrated at the 5th min after reperfusion and before ischemia. At the end of reperfusion, blood samples were drawn, the rats were sacrificed, and the left kidney was processed for histopathology.

Results:

The blood urea nitrogen (BUN) levels in groups Dex. R and Dex. I were significantly lower than in the IR group (p = 0.015, p = 0.043), although urine flow was significantly higher in group Dex. R (p = 0.003). The renal histopathological score in the IR group was significantly higher than in the other groups. There was no significant difference between the Dex. R and Dex. I groups.

Conclusions:

The results were shown that administration of dexmedetomidine reduced the renal IR injury histomorphologically. Administration of dexmedetomidine in the reperfusion period was considered as more effective due to increase in urinary output and decrease in BUN levels.

Kidney; Ischemia/reperfusion; Dexmedetomidine; Acute renal failure


Justificativa e objetivos:

Investigar os efeitos de dexmedetomidina sobre a insuficiência renal isquêmica em ratos.

Métodos:

No presente estudo, 26 ratos machos adultos, albinos Wistar, com peso 230-300 g, foram randomicamente divididos em quatro grupos: pseudo-operado (n = 5), isquemia-reperfusão (grupo IR, n = 7), IR/tratamento de reperfusão com dexmedetomidina (grupo Dex-R, n = 7) e IR/tratamento pré-isquemia com dexmedetomidina (grupo Dex-I, n = 7). No primeiro grupo, uma pseudo-operação foi feita e clampeamentos renais não foram aplicados. No grupo IR, isquemia renal foi induzida por oclusão das artérias e veias renais bilaterais durante 60minutos seguida por reperfusão durante 24horas. Nos grupos Dex-R e Dex-I, o mesmo procedimento cirúrgico destinado ao grupo IR foi feito e dexmedetomidina (100mcg/kg intraperitoneal) foi administrada cinco minutos após a reperfusão e antes da isquemia. No fim da reperfusão, amostras de sangue foram coletadas, os ratos foram sacrificados e os rins esquerdos processado para histologia.

Resultados:

Os níveis de nitrogênio ureico no sangue (BUN) dos grupos Dex-R e Dex-I estavam significativamente mais baixos do que os do grupo IR (p = 0,015, p = 0,043), embora o fluxo urinário tenha sido significativamente maior no grupo Dex-R (p = 0,003). O escore histopatológico renal do grupo IR foi significativamente maior do que os dos outros grupos. Não houve diferença significativa entre os grupos Dex-R e Dex-I.

Conclusões:

Os resultados demonstraram que a administração de dexmedetomidina reduziu histomorfologicamente a lesão de IR renal. A administração de dexmedetomidina durante o período de reperfusão foi considerada como mais eficaz por causa do aumento do débito urinário e da diminuição dos níveis de BUN.

Renal; Isquemia/reperfusão; Dexmedetomidina; Insuficiência renal aguda


Justificación y objetivos:

investigar los efectos de la dexmedetomidina sobre la insuficiencia renal isquémica en ratones.

Métodos:

en el presente estudio, 26 ratones machos adultos, albinos Wistar, con un peso de 230-300 g fueron divididos aleatoriamente en 4 grupos: seudooperado (n = 5), isquemia-reperfusión (grupo IR, n = 7), IR/tratamiento de reperfusión con dexmedetomidina (grupo Dex-R, n = 7) e IR/tratamiento preisquemia con dexmedetomidina (grupo Dex-I, n = 7). En el primer grupo, se realizó una seudooperación y no se aplicaron pinzamientos renales. En el grupo IR, la isquemia renal fue inducida por oclusión de las arterias y venas renales bilaterales durante 60 min seguida por reperfusión durante 24 h. En los grupos Dex-R y Dex-I, se llevó a cabo el mismo procedimiento quirúrgico destinado al grupo IR, y la dexmedetomidina (100 µg /kg intraperitoneal) fue administrada 5 min después de la reperfusión y antes de la isquemia. Al final de la reperfusión, fueron recogidas muestras de sangre, los ratones fueron sacrificados y el riñón izquierdo procesado para histología.

Resultados:

los niveles de nitrógeno ureico en la sangre (BUN) de los grupos Dex-R y Dex-I eran significativamente más bajos que los del grupo IR (p = 0,015; p = 0,043), aunque el flujo urinario era significativamente mayor en el grupo Dex-R (p = 0,003). La puntuación histopatológica renal del grupo IR fue significativamente mayor que la de los otros grupos. No hubo diferencia significativa entre los grupos Dex-R y Dex-I.

Conclusiones:

los resultados demostraron que la administración de dexmedetomidina redujo histomorfológicamente la lesión de IR renal. La administración de dexmedetomidina durante el período de reperfusión fue considerada más eficaz debido al aumento de producción de orina y a la disminución de los niveles de nitrógeno ureico en la sangre.

Renal; Isquemia-reperfusión; Dexmedetomidina; Insuficiencia renal aguda


Introdução

Insuficiência renal aguda é uma resposta isquêmica aguda dos rins que ocorre por causa da hipoperfusão secundária à hipotensão, hipovolemia e desidratação, bem como lesão de isquemia/reperfusão (IR), e apresenta altas taxas de morbidade e mortalidade na prática clínica.11. Thadhani R, Pascual M, Bonventre JV. Acute renal failure. N Engl J Med. 1996;334:1448-60. , 22. Brezis M, Rosen S, Silva P, et al. Renal ischemia: a new perspective. Kidney Int. 1984;26:375-83. and 33. Caron A, Desrosiers RR, Béliveau R. Kidney ischemia reperfusion regulates expression and distribution of tubulin subunits, beta-actin and rho GTPases in proximal tubules. Arch Biochem Biophys. 2004;431:31-46.

Aumento da permeabilidade microvascular, edema intersticial, vasorregulação prejudicada, infiltração de células inflamatórias, disfunção das células do parênquima e necrose tubular aguda (NTA) foram mostrados em estudos histopatológicos relacionados à lesão de IR renal.44. Granger DN, Korthuis RJ. Physiologic mechanisms of postischemic tissue injury. Annu Rev Physiol. 1995;57:311-32. , 55. Brezis M, Rosen S. Hypoxia of the renal medulla-its implications for disease. N Engl J Med. 1995;332:647-55. and 66. Chiao H, Kohda Y, McLeroy P, et al. Alpha-melanocytestimulating hormone protects against renal injury after ischemia in mice and rats. J Clin Invest. 1997;99:1165-72. Essas alterações exacerbaram 24 horas após a reperfusão, correlacionaram com níveis elevados de nitrogênio ureico no sangue (BUN) e creatinina sérica (Cr) e são usadas como um indicador da função renal em cenários clínicos.77. Williams P, Lopez H, Britt D, et al. Characterization of renal ischemia-reperfusion injury in rats. J Pharmacol Toxicol Methods. 1997;37:1-7. and 88. Billings FT, Chen SW, Kim M, et al. Alpha-2 adrenergic agonists protect against radiocontrast-induced nephropathy in mice. Am J Physiol Renal Physiol. 2008;295:741-8.

Dexmedetomidina é um dextroestereoisômero ativo da medetomidina e agonista seletivo de a2-adrenorreceptores.99. Wikberg JE, Uhlén S, Chhajlani V. Medetomidine stereoisomers delineate two closely related subtypes of idazoxan (imidazoline) I-receptors in the guinea pig. Eur J Pharmacol. 1991;193:335-400. Dexmedetomidine reduz os níveis plasmáticos de catecolaminas,1010. Scheinin M, Kallio A, Koulu M, et al. Sedative and cardiovascular effects of medetomidine, a novel seletive alpha2-adrenoceptor agonist, in healthy volunteers. Br J Clin Pharmacol. 1987;24:443-51. and 1111. Kallio A, Scheinin M, Koulu M, et al. Effects of deksmedetomidine, a seletive alpha 2-adrenoceptor agonist, on hemodynamic control mechanisms. Clin Pharmacol Ther. 1989;46:33-42. proporciona estabilidade hemodinâmica durante a cirurgia1212. Aho M, Scheinin M, Lehtinen AM, et al. Intramusculary administered deksmedetomidine attenuates hemodynamic and stress hormone responses to gynecologic laparoscopy. Anesth Analg. 1992;75:932-9. and 1313. Talke P, Chen R, Thomas B, et al. The hemodynamic and adrenergic effects of perioperative deksmedetomidine infusion after vascular surgery. Anesth Analg. 2000;90:834-9. e aumenta a taxa de fluxo da urina.1414. Jalonen J, Hynynen M, Kuitunen A, et al. Deksmedetomidine as an anesthetic adjunct in coronary artery bypass grafting. Anesthesiology. 1997;86:331-45. Villela et al.1515. Villela NR, do Nascimento Júnior P, de Carvalho LR, et al. Effects of dexmedetomidine on renal system and on vasopressin plasma levels. Experimental study in dogs. Rev Bras Anestesiol. 2005;55:429-40. e Frumento et al.1616. Frumento RJ, Logginidou HG, Wahlander S, et al. Deksmedetomidine infusion is associated with enhanced renal function after thoracic surgery. J Clin Anesth. 2006;18:422-6. relataram que dexmedetomidina causou diurese aquosa ao reduzir a secreção de vasopressina e melhorou significativamente a função renal no pós-operatório em seus estudos clínicos e experimentais. Kocoglu et al.1717. Kocoglu H, Ozturk H, Ozturk H, et al. Effect of deksmedetomidine on ischemia-reperfusion injury in rat kidney a histopathologic study. Renal Failure. 2009;31:70-4. avaliaram os efeitos de dexmedetomidina em lesão de IR renal e descobriram que os valores histológicos melhoraram após 45minutos de reperfusão depois de umahora de isquemia renal completa.

O objetivo deste estudo foi avaliar os efeitos histopatológicos e bioquímicos da dexmedetomidina administrada em dois momentos diferentes (antes da isquemia e no início da reperfusão) sobre a lesão de IR renal na 24a hora de reperfusão.

Material e métodos

Vinte e seis ratos adultos, albinos da linhagem Wistar, com peso 230-300 g, foram usados neste estudo. Os animais foram alojados em ambiente com luz controlada por ciclos de 12 horas (claro/escuro) e com acesso a comida e água. Os protocolos experimentais e os métodos de cuidados dos animais no experimento foram aprovados pelo Comitê de Pesquisa em Animais Experimentais de nossa instituição.

Os ratos foram divididos em quatro grupos: pseudo-operado (n = 5), não tratado IR (grupo IR, n = 7), tratamento de reperfusão com dexmedetomidina (100 µg/kg 5 min pós-reperfusão, IP, grupo Dex-R, n = 7), tratamento pré-isquêmico com dexmedetomidina (100 µg/kg 5 min antes da isquemia, IP, grupo Dex-I, n = 7). Os ratos foram anestesiados por via intraperitonial (IP) com cetamina (50 mg/kg) e cloridrato de xilazina (10 mg/kg) e os pedículos renais bilaterais foram expostos pós-laparotomia. Após a anestesia, os ratos foram aquecidos com lâmpada de aquecimento para manter a temperatura corporal e retal a 37 °C. Solução salina isotônica equivalente a 25% do peso do rato foi administrada por via IP antes do fechamento do abdome. Para a lesão de isquemia-reperfusão induzida, os pedículos renais bilaterais foram ocluídos por hemóstase com clampeamento durante 60 minutos. No fim do período de isquemia, os clampes foram removidos para a reperfusão de sangue. No grupo pseudo-operado, os pedículos renais bilaterais foram expostos sem qualquer intervenção pós-laparotomia. Os animais expostos a 60minutos de isquemia foram alojados em gaiolas metabólicas 24horas após a reperfusão; amostras de urina foram coletadas em 24horas. No início do estudo, uma amostra de 1 mL de sangue foi colhida da veia lateral da cauda para a medir os parâmetros basais da função renal antes da incisão abdominal.

No fim da reperfusão, os animais foram anestesiados, as amostras de sangue coletadas do átrio direito para medir os parâmetros da função renal e os rins esquerdos excisados. Os rins foram fixados em formol tamponado a 10% e embebidos em cera de parafina, cortados em lâminas de 4-5 µm e corados com hematoxilina e eosina para estudo histológico, com o uso de microscópio de luz.

Alterações histopatológicas foram analisadas para infiltração mononuclear celular, extravasamento de eritrócitos, dilatação capilar, morfologia do corpúsculo renal, vacuolização de túbulos proximais, apoptose, perda de borda em escova das células do túbulo proximal, dilatação tubular e formação de cilindros. Lesão tubulointersticial foi classificada como a seguir: 0 = nenhuma, 1 = 0-10%, 2 = 11-25%, 3 = 26-45%, 4 = 46-75% e 5 = 76-100%1818. Feng L, Xiong Y, Cheng F, et al. Effect of ligustrazine on ischemia-reperfusion injury in murine kidney. Transplant Proc. 2004;36:1949-51. . A pontuação dos dados histológicos foi feita por pesquisador que desconhecia a designação dos grupos.

Os níveis sanguíneos de nitrogênio ureico e Cr sérica foram medidos. A excreção fracionária de sódio (FANa) e o clearance de Cr (CCr) foram calculados a partir da seguinte fórmula: FANa = UNaV/(PNa × clearance de creatinina) × 100 (UNaV: sódio urinário, PNa: sódio plasmático); 1919. Fujii T, Takaoka M, Muraoka T, et al. Preventive effect of lcarnosine on ischemia/reperfusion-induced acute renal failure in rats. Eur J Pharmacol. 2003;474:261-7. = (Urina Cr × volume de urina)/(Cr plasmática × tempo).2020. Hull ME. A new doctor for a men diabetes and hypertension;. In: Scott MG, Gronowski AM, Eby CS, editors. Tietz's applied laboratory medicine. 2nd ed. Hoboken: John Wiley & Sons Inc; 2007. p. 65-74.

Para a análise estatística, o SPSS 15,0 (Statistical Package for the Social Sciences, versão 15, Chicago, IL, EUA) foi usado. Todos os dados foram expressos como média±desvio-padrão (média±DP). A análise univariada foi feita com o uso do teste U de Mann-Whitney para comparar dois grupos independentes. O nível de significância estatística foi aceito como p < 0,05.

Resultados

Foram incluídos no estudo 26 ratos. Um rato do grupo IR morreu durante o período de isquemia; portanto, 25 completaram o estudo. Os escores histopatológicos dos ratos em todos os grupos são mostrados na tabela 1.

Tabela 1
Escores histopatológicos dos grupos

Os escores histomorfológicos das lesões do grupo pseudo-operado foram de modo significante estatisticamente mais baixos do que os dos grupos IR, Dex-I e Dex-R (respectivamente, p = 0,003; p = 0,002; p = 0,002). Os escores foram significativamente mais altos no grupo IR do que nos grupos Dex-I e Dex-R (respectivamente, p = 0,018, p = 0,026). A diferença entre os escores do grupo Dex-R e Dex-I não foi estatisticamente significante (p = 0,59).

Infiltração de células mononucleares

Os escores histomorfológicos das lesões do grupo pseudo-operado (controle) foram significativamente inferiores aos dos grupos IR, Dex-I e Dex-R (respectivamente, p = 0,01, p = 0,029, p = 0,03). As diferenças entre os escores dos grupos IR, Dex-I e Dex-R não foram estatisticamente significantes (respectivamente, p = 0,08, p = 0,29). A diferença entre os escores dos grupos Dex-R e Dex-I não foi estatisticamente significativa (p = 0,59).

Extravasamento de eritrócitos

Os escores histomorfológicos das lesões do grupo pseudo-operado (controle) foram significativamente mais baixos do que os dos grupos IR, Dex-I e Dex-R (respectivamente, p = 0,004, p = 0,002, p = 0,002). Os escores do grupo IR foram significativamente mais altos do que os do grupo Dex-R (p = 0,03), mas não houve diferença estatisticamente significante entre os escores dos grupos IR e Dex-I (p = 0,29).

O grupo pseudo-operado apresentou características morfológicas normais. Nenhuma infiltração celular ou perda de borda em escova das células do túbulo proximal foi observada (fig. 1).

Figura 1
Cortes do grupo pseudo-operado. G: glomérulo; P: túbulo proximal; D: túbulo distal; (→) borda em escova de célula tubular.

No grupo IR, infiltração de células mononucleares na área peritubular, especialmente na área cortical, perda de borda em escova das células do túbulo proximal, atrofia tubular, dilatação tubular e vacuolização foram observadas. Em alguns túbulos, a deposição de material proteico foi observada, com formação de cilindros e detritos celulares no lúmen dos túbulos. Em algumas áreas do córtex, vasodilatação e extravasamento de eritrócitos eram proeminentes (fig. 2A-C).

Figura 2
(A) Cortes do grupo isquemia-reperfusão. G: glomérulo; P: túbulo proximal; D: túbulo distal; (→) acúmulo de material proteico nos túbulos; (☆ células epiteliais do túbulo proximal vertidas para o lume. (B) Cortes do grupo isquemia-reperfusão. G: glomérulo; P: túbulo proximal; D: túbulo distal; (→) infiltração de células mononucleares; (→) células epiteliais do túbulo proximal vertidas para o lume. (C) Cortes do grupo isquemia-reperfusão. (→) extravasamento de eritrócitos; (→) túbulos e acúmulo de material proteico nos túbulos.

Atrofia tubular, dilatação tubular e vacuolização, deposição de material proteico nos túbulos e perda de fragmentos e bordas em escova das células do lume do túbulo foram mais observadas no grupo IR do que no grupo Dex-R (fig. 3A-B).

Figura 3
(A-B) Cortes do grupo de tratamento de reperfusão com dexmedetomidina. G: glomérulo; P: túbulo proximal; D: túbulo distal; (→) a aparência de que o acúmulo de material proteico nos túbulos reduziu em comparação com os outros grupos.

Reduções da infiltração de células mononucleares na região cortical, especialmente na área peritubular, e da degeneração de células tubulares e extravasamento de eritrócitos foram observadas no grupo Dex-I comparado ao grupo IR (fig. 4A-B).

Figura 4
(A-B) Cortes do grupo de tratamento pré-isquemia com dexmedetomidina. G: glomérulo; P: túbulo proximal; D: túbulo distal; (→) células epiteliais do túbulo proximal vertidas para o lume.

Na comparação histomorfológica dos grupos Dex-R e Dex-I, perda de borda em escova das células do túbulo proximal, atrofia tubular, dilatação tubular, vacuolização, deposição de material proteico em alguns túbulos, formação de cilindros e detritos celulares no lume dos túbulos foi maior no grupo Dex-I do que no grupo Dex-R. Na análise estatística do escore semiquantitativo da microscopia de luz desses dois grupos, diferenças estatisticamente significantes foram determinadas nos escores de extravasamento de eritrócitos, túbulo proximal e infiltração de células mononucleares.

Parâmetros bioquímicos

No grupo IR, o volume de urina e CCr estava significativamente menor (respectivamente, p = 0,006, p = 0,025) e os níveis de BUN, Cr e excreção de FANa estavam significativamente maiores do que no grupo pseudo-operado (respectivamente, p = 0,006, p = 0,006, p = 0,025).

O volume de urina foi significativamente maior no grupo Dex-R do que nos grupos IR e Dex-I (respectivamente, p = 0,003, p = 0,030) e o valor do BUN foi significativamente menor nos grupos Dex-R e Dex-I do que no grupo IR (respectivamente, p = 0,015, p = 0,043). Os dados bioquímicos dos grupos são apresentados na tabela 2.

Tabela 2
Dados bioquímicos dos grupos na 24(a) hora após reperfusão; níveis de BUN, creatinina no sangue, clearance de creatinina, volume urinário e excreção fracionada de Na(+)

Discussão

Neste estudo experimental, usamos um modelo de IR renal em rato durante 60 minutos para criar uma lesão renal com risco de morte, que foi induzida por clampeamento das estruturas vasculares renais bilaterais. A lesão renal foi analisada de acordo com as alterações histomorfológicas e a função renal na 24a hora de reperfusão. No presente estudo, em comparação com o grupo pseudo-operado para os sinais dessa deficiência na função renal, o grupo IR apresentou uma diminuição significante do volume de urina (VU) e CCr e um aumento significativo dos níveis de FANa, BUN e Cr.

Além disso, a presença de lesão tubular renal foi apoiada por um aumento significativo dos escores histopatológicos das lesões em comparação com o grupo pseudo-operado. Esses achados histológicos e bioquímicos, de acordo com estudos anteriores, mostraram que a lesão de IR causou disfunção tanto glomerular quanto tubular no rim.1717. Kocoglu H, Ozturk H, Ozturk H, et al. Effect of deksmedetomidine on ischemia-reperfusion injury in rat kidney a histopathologic study. Renal Failure. 2009;31:70-4. , 1919. Fujii T, Takaoka M, Muraoka T, et al. Preventive effect of lcarnosine on ischemia/reperfusion-induced acute renal failure in rats. Eur J Pharmacol. 2003;474:261-7. and 2121. Hussein Ael-A, Shokeir AA, Sarhan ME, et al. Effects of combined erythropoietin and epidermal growth factor on renal ischaemia/reperfusion injury: a randomized experimental controlled study. BJU Int. 2011;107:323-8.

Em estudos anteriores, nos quais modelos de lesão de IR renal foram criados, diferentes durações de isquemia e reperfusão foram aplicadas.77. Williams P, Lopez H, Britt D, et al. Characterization of renal ischemia-reperfusion injury in rats. J Pharmacol Toxicol Methods. 1997;37:1-7. , 1717. Kocoglu H, Ozturk H, Ozturk H, et al. Effect of deksmedetomidine on ischemia-reperfusion injury in rat kidney a histopathologic study. Renal Failure. 2009;31:70-4. , 1919. Fujii T, Takaoka M, Muraoka T, et al. Preventive effect of lcarnosine on ischemia/reperfusion-induced acute renal failure in rats. Eur J Pharmacol. 2003;474:261-7. , 2020. Hull ME. A new doctor for a men diabetes and hypertension;. In: Scott MG, Gronowski AM, Eby CS, editors. Tietz's applied laboratory medicine. 2nd ed. Hoboken: John Wiley & Sons Inc; 2007. p. 65-74. and 2222. Gu J, Sun P, Zhao H, et al. Dexmedetomidine provides renoprotection against ischemia-reperfusion injury in mice. Crit Care. 2011;15:153. Williams et al.77. Williams P, Lopez H, Britt D, et al. Characterization of renal ischemia-reperfusion injury in rats. J Pharmacol Toxicol Methods. 1997;37:1-7. criaram isquemia por 45 minutos com clampeamento de artérias e veias renais bilaterais e investigaram os efeitos da lesão de IR sobre os níveis de BUN e Cr e histologia renal na reperfusão por 0, 0,5, 1, 2, 4, 6, 9 e 24horas e após uma semana. Esses pesquisadores relataram que a lesão renal mais precoce começou na quarta hora após isquemia por 45 minutos e atingiu o pico na 24a hora. Da mesma forma, Yamamoto et al.2323. Yamamoto K, Wilson DR, Baumal R. Outer medullary circulatory defect in ischemic acute renal failure. Am J Pathol. 1984;116:253-61. e Arendshorst et al.2424. Arendshorst WJ, Finn WF, Gottschalk CW. Pathogenesis of acute renal failure following temporary renal ischemia in the rat. Circ Res. 1975;37:558-68. relataram que ATN e defeito de perfusão medular tornaram-se mais evidentes após 22-48 horas de reperfusão.

Gu et al.2222. Gu J, Sun P, Zhao H, et al. Dexmedetomidine provides renoprotection against ischemia-reperfusion injury in mice. Crit Care. 2011;15:153. criaram uma lesão renal moderada com clampeamento dos pedículos renais bilaterais por 25minutos. Para uma lesão renal com risco de morte em ratos, eles fizeram o clampeamento do pedículo renal direito por 40minutos e colheram o rim esquerdo. Esses pesquisadores relataram que a média dos níveis plasmáticos de Cr e ureia aumentou mais de sete vezes na 24a hora de reperfusão após isquemia por 40minutos. Kocoglu et al.1717. Kocoglu H, Ozturk H, Ozturk H, et al. Effect of deksmedetomidine on ischemia-reperfusion injury in rat kidney a histopathologic study. Renal Failure. 2009;31:70-4. documentaram dados histológicos da lesão de reperfusão por 45 minutos após isquemia de 60 minutos no rim esquerdo de ratos submetidos à nefrectomia do rim direito. Em nosso estudo, um modelo de isquemia de 60 minutos foi criado com clampeamento dos pedículos renais bilaterais e os efeitos da IR e dos tratamentos com dexmedetomidina foram estudados 24horas após a reperfusão. A insuficiência renal aguda associada à isquemia é uma síndrome complexa que envolve vasoconstrição renal, lesão tubular, necrose das células tubulares, insuficiência de filtração glomerular e lesão glomerular.2525. Bird JE, Milhoan K, Wilson CB, et al. Ischemic acute renal failure and antioxidant therapy in the rat: the relation between glomerular and tubular dysfunction. J Clin Invest. 1988;81:1630-8. and 2626. Weinberg JM. The cell biology of ischemic renal injury. Kidney Int. 1991;39:476-500. Os medicamentos que podem ser eficazes para combater os vários fatores que contribuem para esse dano têm sido usados na profilaxia e no tratamento. A ativação simpática - por causa da libertação pré-sináptica de noradrenalina e do aumento dos níveis de noradrenalina na circulação induzidos pelo estresse no rim e, consequentemente, a redução do fluxo sanguíneo renal e da filtração glomerular - foi sugerida como um dos possíveis mecanismos da insuficiência renal aguda produzida pela lesão de IR.

Dexmedetomidina é um agonista seletivo potente dos adrenorreceptores-a2. Há relatos de que dexmedetomidina tem eficácia protetora real para isquemia focal em coelhos e isquemia cardíaca, lesão de reperfusão e isquemia do prosencéfalo incompleta em ratos.2727. Hoffman WE, Kochs E, Werner C, et al. Deksmedetomidine improves neurologic outcome from incomplete ischemia in the rat. Reversal by the alpha 2-adrenergic antagonist atipamezole. Anesthesiology. 1991;75:328-32. , 2828. Maier CM, Sun GH, Kunis DM, et al. Neuroprotection by the N- methyl- d- aspartate receptor antagonist CGP 40116: In vivo and in vitro studies. J Neurochem. 1995;65:652-9. and 2929. Koçŏglu H, Karaaslan K, Gonca E, et al. Preconditioning effects of dexmedetomidine on myocardial ischemia/reperfusion injury in rats. Curr Ther Res. 2008;69:150-8. O mecanismo preciso do efeito protetor dos agonistas a2-adrenérgicos no cérebro não está claro. Acredita-se que a neurotransmissão catecolaminérgica possivelmente esteja relacionada a esse efeito. Dexmedetomidina reduz a secreção excessiva de noradrenalina por causa da isquemia pela ativação pré-sináptica dos adrenorreceptores-a2. Isso evita o metabolismo excessivo de noradrenalina que provoca a formação de radicais livres. Sugere-se que a proteção contra lesão cerebral fornecida pela produção de H2O2 diminui na reperfusão por causa da prevenção da desaminação oxidativa de catecolaminas.3030. Simonson SG, Zhang J, Canada Jr AT, et al. Hydrogen peroxide production by monoamine oxidase during ischemia-reperfusion in the rat brain. J Cereb Blood Flow Metab. 1993;13:125-34. and 3131. Suzuki T, Akaike N, Ueno K, et al. MAO inhibitors, clorgyline and lazabemide, prevent hydroxyl radical generation caused by brain ischemiarreperfusion in mice. Pharmacology. 1995;50:357-62. Além disso, considera-se que dexmedetomidina promove a redução de morte celular por necrose ao diminuir o tônus simpático, bem como a inibição do fluxo de íons mediado pelo receptor N-metil-D-aspartato.3232. Engelhard K, Werner C, Eberspächer E, et al. The effect of the alpha 2-agonist deksmedetomidine and the N-methyl- d- aspartate antagonist S(+)-ketamine on the expression of apoptosis regulating proteins after incomplete cerebral ischemia and reperfusion in rats. Anesth Analg. 2003;96:524-31. Além desses possíveis mecanismos, Engelhard et al.3232. Engelhard K, Werner C, Eberspächer E, et al. The effect of the alpha 2-agonist deksmedetomidine and the N-methyl- d- aspartate antagonist S(+)-ketamine on the expression of apoptosis regulating proteins after incomplete cerebral ischemia and reperfusion in rats. Anesth Analg. 2003;96:524-31. relataram que dexmedetomidina aumentou a concentração de proteínas antiapoptóticas. Em outro estudo, Wijeysundera et al.3333. Wijeysundera DN, Naik JS, Beattie WS. Alpha-2 adrenergic agonists to prevent perioperative cardiovascular complications: a meta-analysis. Am J Med. 2003;114:742-52. sugeriram que os agonistas a2-adrenérgicos reduziram a mortalidade e o infarto do miocárdio em cirurgia vascular. Em estudos anteriores, o efeito anti-isquêmico de dexmedetomidina foi demonstrado com a administração de doses altas (100 µg/kg); portanto, em nosso estudo usamos dexmedetomidina em dose de 100 µg/kg para lesão de IR renal.1717. Kocoglu H, Ozturk H, Ozturk H, et al. Effect of deksmedetomidine on ischemia-reperfusion injury in rat kidney a histopathologic study. Renal Failure. 2009;31:70-4. , 2727. Hoffman WE, Kochs E, Werner C, et al. Deksmedetomidine improves neurologic outcome from incomplete ischemia in the rat. Reversal by the alpha 2-adrenergic antagonist atipamezole. Anesthesiology. 1991;75:328-32. and 3434. Hoffman WE, Baughman VL, Albrecht RF. Interaction of catecholamines and nitrous oxide ventilation during incomplete brain ischemia in rats. Anesth Analg. 1993;77: 908-12.

Kocoglu et al.1717. Kocoglu H, Ozturk H, Ozturk H, et al. Effect of deksmedetomidine on ischemia-reperfusion injury in rat kidney a histopathologic study. Renal Failure. 2009;31:70-4. relataram que uma dose de 100 µg/kg de dexmedetomidina IP administrada no início da reperfusão previne a lesão causada por 60 minutos de isquemia seguida de reperfusão por 45minutos, que causou insuficiência renal aguda, apresentando glomérulos normais e ligeiro edema das células tubulares. Em nosso estudo, diferente daquele de Kocoglu et al.,1717. Kocoglu H, Ozturk H, Ozturk H, et al. Effect of deksmedetomidine on ischemia-reperfusion injury in rat kidney a histopathologic study. Renal Failure. 2009;31:70-4. dexmedetomidina foi usada em dois momentos distintos: no início da reperfusão e antes da isquemia. Além disso, avaliamos se o efeito renoprotetor continuou até a 24a quarta hora, quando a lesão de IR atingiu o pico, com exame histopatológico e testes de função renal. Nosso estudo mostrou que infiltração de células mononucleares, perda de borda em escova das células do túbulo proximal, atrofia tubular, dilatação tubular, vacuolização, proteínas e acúmulo de detritos celulares em alguns túbulos e extravasamento de eritrócitos foram observados no grupo IR. Também mostramos que as alterações do túbulo proximal, que foram observadas no grupo IR, diminuíram significativamente em ambos os grupos tratados com dexmedetomidina e que as alterações do extravasamento de eritrócitos diminuíram significativamente no grupo que recebeu dexmedetomidina no período de reperfusão. Esses achados histológicos mostraram que dexmedetomidina apresentou efeito renoprotetor parcial em ambos os grupos na 24a hora de reperfusão.

Gu et al.2222. Gu J, Sun P, Zhao H, et al. Dexmedetomidine provides renoprotection against ischemia-reperfusion injury in mice. Crit Care. 2011;15:153. avaliaram os efeitos de dexmedetomidina tanto em culturas de células humanas in vitro quanto de ratos in vivo. Os estudos in vitro demonstraram que dexmedetomidina forneceu proteção à estrutura tubular e preveniu a morte celular com a ativação da via Akt e enfraquecimento da via HMGB1/TLR4 mediada pelo receptor a2-adrenérgico. Os estudos in vivo com ratos demonstraram que a administração de dexmedetomidina a uma dose de 25 µg/kg IP antes da isquemia causou uma redução significativa dos níveis de ureia e aumento de Cr na 24a hora, por causa do efeito isquêmico produzido pelo clampeamento dos pedículos renais bilaterais por 25 minutos. Os pesquisadores também relataram uma redução dos escores das lesões histológicas de 53% e 38%, com a administração de dexmedetomidina pré e pós-isquemia, respectivamente. Nesse mesmo estudo, os autores relataram que a deterioração da função renal produzida por isquemia durante 40minutos, que foi mais grave (sete vezes na 24a hora após a lesão de IR), diminuiu significativamente com tratamento tanto pré- quanto pós-isquemia e esse foi um efeito dependente dos receptores a2-adrenérgicos. Em nosso estudo, similar aos resultados de Gu et al.,2222. Gu J, Sun P, Zhao H, et al. Dexmedetomidine provides renoprotection against ischemia-reperfusion injury in mice. Crit Care. 2011;15:153. descobrimos que a histologia e a função renal (apenas para os níveis de BUN) melhoraram significativamente com o uso de dexmedetomidina pré- e pós-isquemia para lesões de IR mais graves. Além disso, Curtis et al.3535. Curtis FG, Vianna PT, Viero RM, et al. Dexmedetomidine and S(+)-ketamine in ischemia and reperfusion injury in the rat kidney. Acta Cir Bras. 2011;26:202-6. avaliaram os efeitos de dexmedetomidina sobre as alterações histológicas renais e níveis de Cr após a lesão de IR em ratos anestesiados com cetamina. Esses pesquisadores, diferentes de nós, administraram uma dose de agonista dos adrenorreceptores-a2 de 1 µg/kg por via intravenosa (IV) durante 10 minutos e continuaram com uma dose de 1 µg/kg/h. Nesse estudo, o tempo de isquemia foi de 45minutos e nefrectomia e coleta de amostras de sangue foram feitas 48horas após a reperfusão.

Tanto o nosso estudo quanto o de Gu et al.2222. Gu J, Sun P, Zhao H, et al. Dexmedetomidine provides renoprotection against ischemia-reperfusion injury in mice. Crit Care. 2011;15:153. demonstraram que dexmedetomidina protegeu parcialmente os rins contra a lesão de IR na fase tardia da reperfusão.

Em estudo experimental, Villela et al.1515. Villela NR, do Nascimento Júnior P, de Carvalho LR, et al. Effects of dexmedetomidine on renal system and on vasopressin plasma levels. Experimental study in dogs. Rev Bras Anestesiol. 2005;55:429-40. relataram que a administração de uma dose baixa de dexmedetomidina (bolus de1-2 µg/kg seguido de 1-2 µg/kg, infusão IV de 1 h) em cães sob anestesia causou diurese de água livre com diminuição da osmolalidade urinária e níveis plasmáticos de vasopressina. Frumento et al.1616. Frumento RJ, Logginidou HG, Wahlander S, et al. Deksmedetomidine infusion is associated with enhanced renal function after thoracic surgery. J Clin Anesth. 2006;18:422-6. relataram melhoria pós-operatória da função renal com infusão de dexmedetomidina em pacientes sem doença renal submetidos à cirurgia torácica, com o uso de indicadores de filtração glomerular que envolviam o fluxo de urina, Cr sérica e alterações fracionárias do nível de Cr sérica. Nesse estudo, a diminuição dos níveis séricos de Cr atingiu o pico na primeira semana pós-operatória. A diminuição dos níveis de Cr identificada no período sem administração do fármaco foi aceita como prova de seu efeito benéfico na filtração glomerular. De acordo com Frumento et al. 1616. Frumento RJ, Logginidou HG, Wahlander S, et al. Deksmedetomidine infusion is associated with enhanced renal function after thoracic surgery. J Clin Anesth. 2006;18:422-6. , a melhoria da função renal estava relacionada à vasoconstrição renal diminuída pela dexmedetomidina. Em nosso estudo, diferentemente desses pesquisadores, descobrimos uma recuperação limitada dos parâmetros bioquímicos renais na lesão de IR. Neste estudo, em ambos os grupos que receberam dexmedetomidina, os valores de BUN foram determinados como significativamente mais baixos do que os do grupo IR. Além disso, a administração de dexmedetomidina no quinto minuto de reperfusão aumentou o débito urinário de modo significativo. Contudo, essa melhoria determinada na diurese e nos níveis de BUN não pôde ser observada nos níveis sanguíneos de Cr e CCr, que são testes renais mais específicos. Os resultados de nosso estudo sugerem que uma proteção histomorfológica e funcional parcial foi obtida com dexmedetomidina em lesão de IR renal.

No presente estudo, cetamina-xilazina (KX) foi usada como o regime anestésico apropriado para estudos de isquemia-reperfusão. Por causa da sua compatibilidade com outros medicamentos e do amplo intervalo de confiança, cetamina é um dos agentes anestésicos mais usados em estudos experimentais. Na literatura médica, estudos anteriores apresentaram resultados conflitantes sobre o efeito de cetamina em lesão de IR renal.3535. Curtis FG, Vianna PT, Viero RM, et al. Dexmedetomidine and S(+)-ketamine in ischemia and reperfusion injury in the rat kidney. Acta Cir Bras. 2011;26:202-6. , 3636. Yuzer H, Yuzbasioglu MF, Ciralik H, et al. Effects of intravenous anesthetics on renal ischemia/reperfusion injury. Renal Failure. 2009;31:290-6. , 3737. Rusafa Neto E, Vianna PT, Viero RM, et al. Influence of S(+)-ketamine analgesia in renal intraoperative ischemia. Histological study in rats. Acta Cir Bras. 2006;21:242-6. and 3838. Lee HT, Ota-Setlik A, Fu Y, et al. Differential protective effects of volatile anesthetics against renal ischemia-reperfusion injury in vivo. Anesthesiology. 2004;101:1313-24. Esses estudos que compararam diferentes anestésicos não tinham um verdadeiro grupo controle. Da mesma forma, uma limitação de nosso estudo é a falta de um verdadeiro grupo controle (placebo), pois todos os animais receberam KX como o regime anestésico, de acordo com o Comitê de Ética de nossa instituição. Portanto, não foi possível determinar a extensão da proteção induzida pela anestesia com KX e comparar com um grupo 'placebo'. Para padronizar o efeito do regime anestésico em nosso estudo, todos os grupos receberam anestesia com KX. Além disso, nosso estudo teve um grupo pseudo-operado e um grupo controle (IR); quando avaliamos os resultados desses grupos, nos quais nenhum material ativo foi usado além de anestesia com KX, a lesão de IR renal não foi observada no grupo pseudo-operado, mas ocorreu no grupo controle. Logo, estamos convencidos de que os resultados obtidos eram independentes do efeito da anestesia com KX.

Em conclusão, o uso de dexmedetomidina tanto antes da isquemia quanto depois da reperfusão reduziu, histomorfologicamente, os efeitos da lesão de IR renal na 24a hora. Embora uma diferença histomorfológica significativa não tenha sido determinada entre os dois métodos, a administração de dexmedetomidina no período de reperfusão foi considerada mais eficaz por causa da diminuição dos níveis de BUN e do aumento do débito urinário.

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Datas de Publicação

  • Publicação nesta coleção
    May-Jun 2014

Histórico

  • Recebido
    10 Jan 2013
  • Aceito
    10 Jun 2013
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