ANALISIS DE LA EFICIENCIA MECANO-ENERGETICA DEL VENTRICULO IZQUIERDO EN EL SHOCK ENDOTOXICO Y SU RESPUESTA A LA RESUCITACION PRECOZ GUIADA POR OBJETIVOS.

Resumen La sepsis grave y el shock séptico constituyen entidades cuya mortalidad sigue siendo inaceptablemente elevada. La mortalidad general del shock séptico es cercana al 50%. La sepsis involucra una cadena de eventos deletéreos que afectan desde el sistema cardiovascular, la microcirculación y el metabolismo tisular de oxigeno hasta alteraciones celulares vinculadas a procesos tan fundamentales como la respiración mitocondrial. La depresión miocárdica es una manifestación ya reconocida de la disfunción multiorgánica en la sepsis [1, 2, 3]. Dentro de los mecanismos involucrados en la depresión miocárdica se describen: regulación en menos de receptores ß-adrenérgicos, alteración de la señalización postreceptorial, desacoplamiento de la actividad electromecánica, y la disfunción mitocondrial [3]. El comportamiento del metabolismo miocárdico durante la sepsis ha sido evaluado en diferentes modelos [4]. Tanto en modelos animales como en pacientes, diversos trabajos han demostrado la importancia de la disfunción mitocondrial en la patogenia de esta alteración [4,5]. Sin embargo, si bien se han abordado diferentes aspectos de los mecanismos relacionados con la disfunción miocárdica, pocos estudios han abarcado simultáneamente estos aspectos en un mismo modelo in vivo. Asimismo no se han encontrado datos concluyentes sobre la respuesta del metabolismo miocárdico a las medidas de resucitación hemodinámica basada en objetivos, la cual rige actualmente el esquema de resucitación de los pacientes con shock séptico. Es por esta razón que el objetivo de este trabajo es analizar los mecanismos involucrados en la disfunción miocárdica séptica y los efectos de una estrategia de resucitación precoz guiada por objetivos.

Antecedentes del equipo de trabajo: En el Departamento de Fisiopatología se desarrollo el proyecto de investigación denominado “Sepsis y Disfunción multiorgánica. Resucitación precoz guiada por objetivos y terapias coadyuvantes” financiado por el Programa de Desarrollo Tecnológico (PDT 92/19), cuyo investigador responsable y asociado son los Dres. Javier Hurtado y Juan C. Grignola, respectivamente y del cual formo parte. En dicho proyecto se proponen como objetivos el estudio de los mecanismos generadores de la disfunción multiorgánica de la sepsis en sus diferentes niveles: fallo cardiovascular central, disfunción microcirculatoria y disfunción mitocondrial. El proyecto se llevo a cabo desde el año 2007 hasta Julio del 2009. Durante el desarrollo del mismo fue logrado: 1. Obtener un modelo reproducible de shock séptico por inyección de endotoxina de E.Coli en cerdos anestesiados. 2. Puesta a punto de las técnicas de monitoreo hemodinámico y microcirculatorio. 3. Los protocolos de resucitación hemodinámica guiados por objetivos se han probado con resultados iniciales acordes a los esperados.

Como resultados iniciales se observó: 1. A nivel circulatorio, la resucitación precoz mejora la hemodinamia y el metabolismo sistémico de oxigeno, pero no impide la disfunción de la microcirculación en el shock endotóxico. Figuras 1,2. 2. A nivel cardíaco, los animales sometidos al protocolo de resucitación precoz presentaron una recuperación del trabajo ventricular sin evidencias de metabolismo miocárdico anaeróbico durante el shock endotóxico. Más aun, aquellos animales resucitados mostraron un acoplamiento ventrículo-arterial óptimo con respecto a los no resucitados, con un mejor desempeño ventricular. En este sentido se han presentado algunos datos preliminares en Congresos Nacionales e Internacionales [35 - 37]. HIPOTESIS: La resucitación precoz guiada por objetivos optimiza la función cardiovascular central en el shock endotóxico a través de una mejora del metabolismo energético miocárdico. OBJETIVOS General: Estudiar los mecanismos involucrados en la disfunción miocárdica séptica a nivel ventricular, mitocondrial y del metabolismo energético y los efectos de la estrategia de resucitación precoz guiada por objetivos sobre los mismos en un modelo porcino de shock endotóxico. Específicos: 1- Profundizar en el estudio del comportamiento de la función sistólica y diastólica del VI, así como el acoplamiento ventrículo-arterial y la eficiencia ventricular mediante el abordaje presiónvolumen. 2- Estudio del metabolismo miocárdico a través de: 2 a- Cálculo del consumo miocárdico de oxígeno. 2 b- Cuantificación de ATP, ADP, AMP y adenosina en homogeneizado de tejido miocárdico por HPLC. 2 c- Cuantificación de creatina y fosfocreatina en homogeneizado de tejido miocárdico (HPLC). 2 d- Evaluación de función mitocondrial mediante la cuantificación del coeficiente de respiración mitocondrial en biopsias de tejido miocárdico. 3- Estudio de la microcirculación sublingual por OPS y evaluación de las alteraciones microcirculatorias sistémicas durante el shock.

METODOLOGÍA GENERAL Y PLAN DE TRABAJO. A) Estrategia de investigación. Se realizara un estudio experimental en un modelo animal de shock endotóxico. Los animales serán randomizados en 3 grupos (n=8), un grupo control: Shock endotóxico sin tratamiento de resucitación hemodinámica; grupo SHAM no séptico: instrumentación pero sin administración de endotoxina y finalmente un tercer grupo (RP) de shock endotóxico más resucitación precoz. A todos los animales se les realizará monitorización hemodinámica invasiva continua, y extracción de muestras de músculo cardíaco para un análisis posterior in vitro del metabolismo miocárdico, a través del estudio de: Consumo miocárdico de oxígeno, Función mitocondrial, y Cuantificación de la carga energética miocárdica. Se obtendrán imágenes de microcirculación sistémica para estudio posterior de los cambios tanto cuantitativos como cualitativos de la misma. B) Actividades específicas. a) Desarrollo de Shock endotóxico en modelo animal porcino. b) Monitorización hemodinámica invasiva. c) Cuantificación del desempeño ventricular y del Acoplamiento Ventrículo-Arterial a partir del bucle P-V. d) Evaluación del coeficiente de respiración mitocondrial en situación basal y a las 4 hs de evolución del shock endotóxico. e) Cuantificación de la carga energética por HPLC a nivel miocárdico. f) Calculo del consumo miocárdico de oxígeno.

RESULTADOS ESPERADOS En el anteproyecto que fue presentado hace un año uno de los planteos realizados fue que el shock endotóxico produciría un deterioro en el metabolismo energético miocárdico asociado a una menor eficiencia ventricular y que la terapia de resucitación disminuiría o incluso evitaría dicho daño. Según los datos preliminares y los resultados que hemos obtenido en el correr de este año, a pesar de la disfunción circulatoria periférica, no observamos un deterioro significativo del desempeño cardíaco en los animales sometidos a shock endotóxico. La RP aumentó el gasto cardíaco y la disponibilidad de oxígeno. A nivel del metabolismo miocárdico, la RP aumentó el flujo sanguíneo coronario, la disponibilidad de oxígeno y el consumo de oxígeno. Ello se asoció a una preservación de la función diastólica activa y pasiva manteniendo el volumen diastólico final y a una mejoría de la función sistólica. El RP mantuvo el acople ventrículo-arterial dentro del rango óptimo (0.3 - 1.5). Al analizar en conjunto estos datos nos obliga a replantear nuestra hipótesis y resultados esperados: a) Puede la RP incidir en la función mitocondrial miocárdica durante shock endotóxico ?; b) Cuál es la relación existente entre la función mitocondrial y la mecánica del ventrículo izquierdo?

c) Será que la RP evita un mayor daño miocárdico en un organismo que „naturalmente‟ intenta „protegerlo‟ de la injuria, sacrificando la periferia?

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