Avaliação da resposta da perfusão pulmonar durante circulação extracorpórea veno-venosa em um modelo experimental de síndrome do desconforto respiratório agudo

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Mendes, Pedro Vitale
Data de Publicação: 2021
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/5/5169/tde-04042022-153415/
Resumo: Introdução: A circulação por membrana extracorpórea veno-venosa (do inglês Extracorporeal Membrane Oxygenation - ECMO -) como suporte respiratório é caracterizada pela oxigenação sanguínea e remoção de gás carbônico através do bombeamento mecânico do sangue através de uma membrana onde ocorre a difusão dos gases. Contudo, vale ressaltar que o pulmão ainda mantém um importante papel na pressão arterial dos gases, funcionando como um segundo oxigenador, em série à ECMO. Em condições patológicas, a resposta adaptativa da circulação pulmonar frente a um desacoplamento entre ventilação e perfusão (V/Q) consiste na vasoconstrição de regiões pulmonares pobres em oxigênio, redirecionando o fluxo sanguíneo a regiões normalmente ventiladas com consequente atenuação do distúrbio V/Q. O principal modulador desta vasoconstrição pulmonar adaptativa é a própria pressão parcial de oxigênio local, através da Pressão Venosa de Oxigênio (PvO2) e da Pressão Alveolar de Oxigênio. Neste contexto, o uso da oxigenação por circulação extracorpórea tem o potencial de reduzir esta resposta adaptativa pulmonar e agravar o distúrbio V $Q ao elevar a PvO2. Assim, o objetivo deste estudo consiste em avaliar o efeito do suporte extracorpóreo e consequente aumento da PvO2 na perfusão pulmonar e hemodinâmica pulmonar em situações de hipoxemia e distúrbio V/Q. Métodos: Cinco suínos receberam monitorização e foram canulados para o suporte extracorpóreo. Utilizamos a Tomografia de Impedância Elétrica (TIE) para avaliar a ventilação e perfusão pulmonar ao longo das etapas do protocolo. Os efeitos do suporte com ECMO na hemodinâmica e perfusão pulmonar foram avaliados em um protocolo de 10 etapas sequenciais que simularam diferentes cenários de distúrbio V/Q. Variáveis hemodinâmicas, respiratórias, laboratoriais e da TIE ao longo das etapas foram analisadas através de comparações entre as etapas de interesse utilizando um modelo misto com o animal como fator randômico. Resultados: Aqui, fomos capazes de criar 2 situações distintas de distúrbio V $Q através da intubação pulmonar seletiva com colapso pulmonar e através de lavagem pulmonar seriada com depleção de surfactante. A TIE foi capaz de detectar variações da ventilação e perfusão pulmonar em todas as etapas do estudo, mesmo com circulação do sangue através do circuito de ECMO. No cenário de ventilação pulmonar unilateral com atelectasia pulmonar esquerda, o início do suporte com ECMO proporcionou um aumento da PvO2 e shunt pulmonar, com redução na Pressão Média de Artéria Pulmonar (PAPm). Por outro lado, não houve alteração da perfusão pulmonar após início do suporte com ECMO. No cenário de lesão pulmonar após lavagem pulmonar seriada e depleção de surfactante, pudemos notar uma redução na ventilação pulmonar posterior, secundária ao colapso de zonas dependentes. O suporte com ECMO nesta situação promoveu um aumento na PvO2 em associação à uma redução na PAPm, sem alteração no shunt pulmonar. Assim como no cenário anterior, o suporte com ECMO não alterou a perfusão pulmonar. Conclusão: Nossos dados sugerem que o suporte com ECMO veno-venosa, com consequente aumento da PvO2, é capaz de induzir uma redução na PAPm sem promover variação da perfusão pulmonar em diferentes situações clínicas de distúrbio V/Q
id USP_534abc495103e7b0c2a016efeba1138b
oai_identifier_str oai:teses.usp.br:tde-04042022-153415
network_acronym_str USP
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
repository_id_str 2721
spelling Avaliação da resposta da perfusão pulmonar durante circulação extracorpórea veno-venosa em um modelo experimental de síndrome do desconforto respiratório agudoEvaluation of lung perfusion behavior during veno-venous extracorporeal membrane oxygenation in an experimental model of acute respiratory distress syndromeAcute lung injuryAcute respiratory distress syndromeCirculação extracorpóreaElectrical impedanceExtracorporeal circulationImpedância elétricaLesão pulmonar agudaPerfusãoPerfusionRelação ventilação-perfusãoSíndrome do desconforto respiratório agudoVentilation-perfusion ratioIntrodução: A circulação por membrana extracorpórea veno-venosa (do inglês Extracorporeal Membrane Oxygenation - ECMO -) como suporte respiratório é caracterizada pela oxigenação sanguínea e remoção de gás carbônico através do bombeamento mecânico do sangue através de uma membrana onde ocorre a difusão dos gases. Contudo, vale ressaltar que o pulmão ainda mantém um importante papel na pressão arterial dos gases, funcionando como um segundo oxigenador, em série à ECMO. Em condições patológicas, a resposta adaptativa da circulação pulmonar frente a um desacoplamento entre ventilação e perfusão (V/Q) consiste na vasoconstrição de regiões pulmonares pobres em oxigênio, redirecionando o fluxo sanguíneo a regiões normalmente ventiladas com consequente atenuação do distúrbio V/Q. O principal modulador desta vasoconstrição pulmonar adaptativa é a própria pressão parcial de oxigênio local, através da Pressão Venosa de Oxigênio (PvO2) e da Pressão Alveolar de Oxigênio. Neste contexto, o uso da oxigenação por circulação extracorpórea tem o potencial de reduzir esta resposta adaptativa pulmonar e agravar o distúrbio V $Q ao elevar a PvO2. Assim, o objetivo deste estudo consiste em avaliar o efeito do suporte extracorpóreo e consequente aumento da PvO2 na perfusão pulmonar e hemodinâmica pulmonar em situações de hipoxemia e distúrbio V/Q. Métodos: Cinco suínos receberam monitorização e foram canulados para o suporte extracorpóreo. Utilizamos a Tomografia de Impedância Elétrica (TIE) para avaliar a ventilação e perfusão pulmonar ao longo das etapas do protocolo. Os efeitos do suporte com ECMO na hemodinâmica e perfusão pulmonar foram avaliados em um protocolo de 10 etapas sequenciais que simularam diferentes cenários de distúrbio V/Q. Variáveis hemodinâmicas, respiratórias, laboratoriais e da TIE ao longo das etapas foram analisadas através de comparações entre as etapas de interesse utilizando um modelo misto com o animal como fator randômico. Resultados: Aqui, fomos capazes de criar 2 situações distintas de distúrbio V $Q através da intubação pulmonar seletiva com colapso pulmonar e através de lavagem pulmonar seriada com depleção de surfactante. A TIE foi capaz de detectar variações da ventilação e perfusão pulmonar em todas as etapas do estudo, mesmo com circulação do sangue através do circuito de ECMO. No cenário de ventilação pulmonar unilateral com atelectasia pulmonar esquerda, o início do suporte com ECMO proporcionou um aumento da PvO2 e shunt pulmonar, com redução na Pressão Média de Artéria Pulmonar (PAPm). Por outro lado, não houve alteração da perfusão pulmonar após início do suporte com ECMO. No cenário de lesão pulmonar após lavagem pulmonar seriada e depleção de surfactante, pudemos notar uma redução na ventilação pulmonar posterior, secundária ao colapso de zonas dependentes. O suporte com ECMO nesta situação promoveu um aumento na PvO2 em associação à uma redução na PAPm, sem alteração no shunt pulmonar. Assim como no cenário anterior, o suporte com ECMO não alterou a perfusão pulmonar. Conclusão: Nossos dados sugerem que o suporte com ECMO veno-venosa, com consequente aumento da PvO2, é capaz de induzir uma redução na PAPm sem promover variação da perfusão pulmonar em diferentes situações clínicas de distúrbio V/QVeno-venous Extracorporeal Membrane Oxygenation (ECMO) is characterized by blood oxygenation and removal of carbon dioxide by means of mechanically pumping the blood through an oxygenation membrane. However, during ECMO support, the native lungs still play an important role in regulating the arterial pressure of gases, functioning as a secondary oxygenator in series with ECMO. In pathological conditions, the adaptive response of pulmonary circulation in case of a decoupling between ventilation and perfusion (V/Q) consists of vasoconstriction of poorly oxygenated pulmonary regions, redirecting blood flow to normally ventilated regions with consequent attenuation of the V $Q mismatch. The main modulating factor of this adaptive pulmonary vasoconstriction is local partial oxygen pressure itself, through Venous Oxygen Pressure (PvO2) and Alveolar Partial Pressure. In this context, ECMO support has the potential to reduce this adaptive pulmonary response and worsen the V/Q mismatch by raising venous oxygen pressure. Thus, the objective of this study is to evaluate the effect of extracorporeal support and the consequent increase in PvO2 on pulmonary perfusion and pulmonary hemodynamic in situations involving hypoxemia and V/Q mismatch. Methods: Five animals were instrumented, monitored and submitted to extracorporeal membrane oxygenation. We used the Electrical Impedance Tomography (EIT) to evaluate lung ventilation and perfusion throughout all steps of the protocol. Effects of ECMO support on pulmonary hemodynamics and perfusion involving different situations of V/Q mismatch were tested in a ten-step protocol. Continuous data of hemodynamic, respiratory, lung perfusion/ventilation and laboratorial data over time were analyzed using interaction analyses with a fixed effect of a mixed generalized model using the animals as a random factor. Results: We were able to create two distinct situations of V/Q mismatch by inducing lung collapse with selective pulmonary intubation and by posterior serial lung lavage and surfactant depletion. The EIT was capable of detecting variations of lung ventilation and perfusion during all steps of the protocol despite blood circulation throughout the ECMO circuit. In the scenario of unilateral lung ventilation with left lung atelectasis, the initiation of ECMO support provided a significant increase in PvO2 and in pulmonary shunt with a reduction in Mean Pulmonary Artery Pressure (PAPm). On the other hand, left lung perfusion did not alter with the use of ECMO support. In the scenario of lavage induced lung injury and surfactant depletion we noticed a reduction in posterior lung ventilation secondary to lung collapse of dependent regions. ECMO support initiation increased PvO2 and reduced PAPm. ECMO support did not alter lung perfusion in this scenario. Conclusions: We found that the use of ECMO support with consequent increase in PvO2 in different scenarios of V/Q mismatch induces a significant drop PAPm. However, ECMO support did not affected lung perfusion during V/Q mismatchBiblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPCosta, Eduardo Leite VieiraMendes, Pedro Vitale2021-12-13info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/5/5169/tde-04042022-153415/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2022-04-07T17:32:02Zoai:teses.usp.br:tde-04042022-153415Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212022-04-07T17:32:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false
dc.title.none.fl_str_mv Avaliação da resposta da perfusão pulmonar durante circulação extracorpórea veno-venosa em um modelo experimental de síndrome do desconforto respiratório agudo
Evaluation of lung perfusion behavior during veno-venous extracorporeal membrane oxygenation in an experimental model of acute respiratory distress syndrome
title Avaliação da resposta da perfusão pulmonar durante circulação extracorpórea veno-venosa em um modelo experimental de síndrome do desconforto respiratório agudo
spellingShingle Avaliação da resposta da perfusão pulmonar durante circulação extracorpórea veno-venosa em um modelo experimental de síndrome do desconforto respiratório agudo
Mendes, Pedro Vitale
Acute lung injury
Acute respiratory distress syndrome
Circulação extracorpórea
Electrical impedance
Extracorporeal circulation
Impedância elétrica
Lesão pulmonar aguda
Perfusão
Perfusion
Relação ventilação-perfusão
Síndrome do desconforto respiratório agudo
Ventilation-perfusion ratio
title_short Avaliação da resposta da perfusão pulmonar durante circulação extracorpórea veno-venosa em um modelo experimental de síndrome do desconforto respiratório agudo
title_full Avaliação da resposta da perfusão pulmonar durante circulação extracorpórea veno-venosa em um modelo experimental de síndrome do desconforto respiratório agudo
title_fullStr Avaliação da resposta da perfusão pulmonar durante circulação extracorpórea veno-venosa em um modelo experimental de síndrome do desconforto respiratório agudo
title_full_unstemmed Avaliação da resposta da perfusão pulmonar durante circulação extracorpórea veno-venosa em um modelo experimental de síndrome do desconforto respiratório agudo
title_sort Avaliação da resposta da perfusão pulmonar durante circulação extracorpórea veno-venosa em um modelo experimental de síndrome do desconforto respiratório agudo
author Mendes, Pedro Vitale
author_facet Mendes, Pedro Vitale
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Costa, Eduardo Leite Vieira
dc.contributor.author.fl_str_mv Mendes, Pedro Vitale
dc.subject.por.fl_str_mv Acute lung injury
Acute respiratory distress syndrome
Circulação extracorpórea
Electrical impedance
Extracorporeal circulation
Impedância elétrica
Lesão pulmonar aguda
Perfusão
Perfusion
Relação ventilação-perfusão
Síndrome do desconforto respiratório agudo
Ventilation-perfusion ratio
topic Acute lung injury
Acute respiratory distress syndrome
Circulação extracorpórea
Electrical impedance
Extracorporeal circulation
Impedância elétrica
Lesão pulmonar aguda
Perfusão
Perfusion
Relação ventilação-perfusão
Síndrome do desconforto respiratório agudo
Ventilation-perfusion ratio
description Introdução: A circulação por membrana extracorpórea veno-venosa (do inglês Extracorporeal Membrane Oxygenation - ECMO -) como suporte respiratório é caracterizada pela oxigenação sanguínea e remoção de gás carbônico através do bombeamento mecânico do sangue através de uma membrana onde ocorre a difusão dos gases. Contudo, vale ressaltar que o pulmão ainda mantém um importante papel na pressão arterial dos gases, funcionando como um segundo oxigenador, em série à ECMO. Em condições patológicas, a resposta adaptativa da circulação pulmonar frente a um desacoplamento entre ventilação e perfusão (V/Q) consiste na vasoconstrição de regiões pulmonares pobres em oxigênio, redirecionando o fluxo sanguíneo a regiões normalmente ventiladas com consequente atenuação do distúrbio V/Q. O principal modulador desta vasoconstrição pulmonar adaptativa é a própria pressão parcial de oxigênio local, através da Pressão Venosa de Oxigênio (PvO2) e da Pressão Alveolar de Oxigênio. Neste contexto, o uso da oxigenação por circulação extracorpórea tem o potencial de reduzir esta resposta adaptativa pulmonar e agravar o distúrbio V $Q ao elevar a PvO2. Assim, o objetivo deste estudo consiste em avaliar o efeito do suporte extracorpóreo e consequente aumento da PvO2 na perfusão pulmonar e hemodinâmica pulmonar em situações de hipoxemia e distúrbio V/Q. Métodos: Cinco suínos receberam monitorização e foram canulados para o suporte extracorpóreo. Utilizamos a Tomografia de Impedância Elétrica (TIE) para avaliar a ventilação e perfusão pulmonar ao longo das etapas do protocolo. Os efeitos do suporte com ECMO na hemodinâmica e perfusão pulmonar foram avaliados em um protocolo de 10 etapas sequenciais que simularam diferentes cenários de distúrbio V/Q. Variáveis hemodinâmicas, respiratórias, laboratoriais e da TIE ao longo das etapas foram analisadas através de comparações entre as etapas de interesse utilizando um modelo misto com o animal como fator randômico. Resultados: Aqui, fomos capazes de criar 2 situações distintas de distúrbio V $Q através da intubação pulmonar seletiva com colapso pulmonar e através de lavagem pulmonar seriada com depleção de surfactante. A TIE foi capaz de detectar variações da ventilação e perfusão pulmonar em todas as etapas do estudo, mesmo com circulação do sangue através do circuito de ECMO. No cenário de ventilação pulmonar unilateral com atelectasia pulmonar esquerda, o início do suporte com ECMO proporcionou um aumento da PvO2 e shunt pulmonar, com redução na Pressão Média de Artéria Pulmonar (PAPm). Por outro lado, não houve alteração da perfusão pulmonar após início do suporte com ECMO. No cenário de lesão pulmonar após lavagem pulmonar seriada e depleção de surfactante, pudemos notar uma redução na ventilação pulmonar posterior, secundária ao colapso de zonas dependentes. O suporte com ECMO nesta situação promoveu um aumento na PvO2 em associação à uma redução na PAPm, sem alteração no shunt pulmonar. Assim como no cenário anterior, o suporte com ECMO não alterou a perfusão pulmonar. Conclusão: Nossos dados sugerem que o suporte com ECMO veno-venosa, com consequente aumento da PvO2, é capaz de induzir uma redução na PAPm sem promover variação da perfusão pulmonar em diferentes situações clínicas de distúrbio V/Q
publishDate 2021
dc.date.none.fl_str_mv 2021-12-13
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/5/5169/tde-04042022-153415/
url https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/5/5169/tde-04042022-153415/
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.none.fl_str_mv
dc.rights.driver.fl_str_mv Liberar o conteúdo para acesso público.
info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv Liberar o conteúdo para acesso público.
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.coverage.none.fl_str_mv
dc.publisher.none.fl_str_mv Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
publisher.none.fl_str_mv Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
dc.source.none.fl_str_mv
reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
instname:Universidade de São Paulo (USP)
instacron:USP
instname_str Universidade de São Paulo (USP)
instacron_str USP
institution USP
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)
repository.mail.fl_str_mv virginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.br
_version_ 1815256654634024960