XXIII Congresso da Sociedade Brasileira
de Circulação Extracorpórea
Fisiologia da CEC na Criança
Dr. Alfredo Inácio Fiorelli
em 1953. . . .
Hipotermia
Bigelow
• Reduzir o metabolismo celular
• Preservação de ATP
• Proteção Cerebral e Miocárdica
• Normo - Hipofluxo – Parada Circulatória Total
Hipotermia
Efeitos celulares:
•  Atividade de membrana: K+, Ca++, Na+
e  gradiente elétrico.
• pH – alcalinização
pH > 0,015.
–
↓1°C
• Solubilidade do CO2 aumenta
• pH stat diminui a mortalidade
• Hipotermia + Fluxo não pulsátil
• Renina/Angiotensina/ADH = vasoconstrição e  Fluxo renal.
Gráfico temp x metabolismo x consumo
Hipotermia
Efeitos celulares:
• Hipotermia + Fluxo não pulsátil
• Ativação de leucócitos, desgranulação e lesão de membrana.
• Extravasamento para o interstício.
• Mais grave nas crianças cianóticas
• Neonato = imaturidade dos órgãos
Gráfico temp x metabolismo x consumo
Hipotermia
Hipotermia
Consumo de O2 x Hipotermia
MVO2
ml/min/100g VE
5
4
3
2
1
0
37
37
32
28
22
18
15 °C
Chitwood et al. – Ann Surg 190:106-16,1976
Complicações Neurológicas
Circulação Extracorpórea
CEC
Morbidades
Erro Humano
Mecânicos
Diabetes
Temperatura
Vasculopatia
Cirurgião
Embolia:
Carótida
Perfusionista
Aérea / Fragmentos
Tabagismo
Anestesiologista
Ao Ascendente
Insuf. Renal
Canulação
Insuf. Hepática
Cardiopatia
Aorta
Trombos em VE
Calcificação
Defeitos Complexos
• Infarto Cerebral
Tipo e Extensão
• Alterações Neuropsicológicas
• Lesões em Nervos Periféricos
Segunda maior causa de óbito em
Cirurgia Cardíaca
Estratégias de redução das complicações
neurológicas relacionadas à cec
Desenvolvimento e Maturação
Sistema Nervoso Central
0s
Proliferação
Migração
Diferenciação
Axônio
Sinápses
Mielinização
Gestacional
20s
Nasc.
Pós-natal
20s
40s
Desenvolvimento e Maturação
Sistema Nervoso Central
0s
Gestacional
20s
Nasc.
Pós-natal
Atividade Elétrica
16a
Vascular
Crânio
Fluxo Sangüíneo
Extração de O2
Metabolismo
Substrato-P
Glicose
Desenvolvimento e Maturação
Sistema Cardiovascular
• Mudanças abruptas no padrão da circulação
• circulação fetal
→
circulação pós-natal
• 3 shunts: Foramen Oval, Ductus Arteriosus e Ductus Venosus.
• 1° Trimestre
→
Pressão Arterial = 40 - 45 mmHg.
Imaturidade x Maturidade no Miocárdio
Criança
Adulto
 Elementos Contráteis
 Elementos Contráteis
 Mitocondrias
Mitocondrias
 Reticulo Sarcoplasmático
 Reticulo Sarcoplasmático
 Túbulos T
 Túbulos T
 Atividade ATPase miofibrilar
 Atividade ATPase miofibrilar
 Potencial Glicolítico
 Tolerâmcia à Anóxia
Metabolismo Oxidativo
 Tolerâmcia à Anóxia
 DC com
 pré-carga
 Habilidade em manter o DC
Miocárdio da criança é mais vulnerável do que o do adulto
Anestesia
x
CEC
Cirurgia Cardiopediátrica
Idade / Cardiopatia / Hipotermia / Hemodiluição
• Monitorização Adequada
Anestesia
x
CEC
Cirurgia Cadiopediátrica
Idade / Cardiopatia / Hipotermia / Hemodiluição
• Monitorização Adequada
• Indução / Manutenção
→
Opiáceos
• Inalatórios
→
Depressão Miocárdica
 Sevoflurane / Desflurane >
Halotano / Isoflurane
• Benzodiazepínicos
→
Midazolan
• Agentes Voláteis
→
Linha do O2 na CEC
Anestesia
x
CEC
Cirurgia Cadiopediátrica
 Halotano/Morfina
 Opiáceos
Anand et al. – N Engl J Med 326: 1-9, 1992
Anestesia
x
CEC
Cirurgia Cadiopediátrica
 Halotano/Morfina
 Opiáceos
Anand et al. – N Engl J Med 326: 1-9, 1992
Pressão x Fluxo de Perfusão
Criança
3Kg
Adulto
80Kg
Pressão
30 – 40 mmHg
50 – 80 mmHg
Fluxo
0 – 200 ml/Kg/min
50 – 70 ml/Kg/min
Pressão x Fluxo de Perfusão
Circulação
Colateral Aorta
Temperatura
Glicemia
Criança
3Kg
Adulto
80Kg
comum
incomum
Hipotermia
Normotermia
Hipotermia
Euglicemica
Hiperglicemia
150 mg%
300 mg%
Pressão x Fluxo de Perfusão
Criança
3Kg
Adulto
80Kg
Catecolaminas
variável
constante
Ultrafiltração
Comum
MUF
Selecionados
Fluxo de Perfusão
Paciente
Fluxo de Perfusão
0 - 3 kg
3 - 10 kg
10 - 15 kg
15 - 30 kg
> 30 kg
>55 kg
200 ml/kg/min
150 ml/kg/min
125 ml/kg/min
100 ml/kg/min
75 ml/kg/min
65 ml/kg/min
UNIVERSITY OF MICHIGAN MEDICAL CENTER
C. S. MOTT CHILDREN'S HOSPITAL
A formula to estimate the approximate surface
area if height and weight be known
DuBois D, DuBois EF. - Arch Intern Medicine. 17:863-71, 1916.
BSA = (W 0,425 x H 0,725) x 0,007184
Hemodiluição
Ano
Priming
Gibbons
1953
Sangue Total
Kirklin
1956
Sangue Total
Lillehei
1955
Sangue Total
Panico
1959
Solução Salina
Long
1961
Dextrana e Glicose 5%
1962
Glicose 5%
1962
Glicose 5%
Dewall
&
Lillehei
Cooley
Hemodiluição
Criança
3Kg
Adulto
80Kg
Volemia
85ml/Kg
80ml/Kg
Total
255ml
6400ml
Primer
400 – 800ml
1200 – 1800ml
Δ%
60% – 200%
25% – 35%
Hemodiluição
Pressão Arterial
Débito
=
Cardíaco
Resistência Sistêmica Total
Fluxo
=
de
Perfusão
Pressão de Perfusão
Resistência Vascular . Viscosidade
Gordon et al. - J Thorac Cardiovasc Surg 69;552-561, 1975.
• Desnaturação
de Proteínas - 1970
?
• Síndrome Pós-perfusão
Kirklin - 1983
• Resposta Inflamatória Sistêmica
•Bone et al. – 1992
• Ativação de Cascatas
Westaby - 1983
• Complemento
• Calicreina
• Coagulação
• Fibrinolíticos e Outros
Ativação do Sistema Complemento
Via Clássica
Ag-Ac
C3
C3a
Via Alternativa
Ig, Contato
C3b
C5
• Granulócitos
IL-1
histamina C5a
• Lise em Membrana
• Lise Tecidual
• Fagocitose
C5b
• Permeabilidade Vascular
• Coagulação & Fibrinólise
• Formação de Citocinas
C3a - ng/ml
500
400
300
200
100
PO
I
Pó
s
60
30
20
10
0
Pr
é
0
Chenoweth et al. - N Engl J med, 1981
Probabilidade de Disfunção Pulmonar
1
C3a = 882 ng/ml
3m
0,8
0,6
1a
0,4
2a
0,2
0
40
60
80
100
120
140
160
180
Tempo de CEC (min)
Kirklin et al. - J Thorac Cardiovasc Surg, 1983
Proteínas do Sangue
são adsorvidas,
logo após contato
com o
circuito extracorpóreo.
Camada de 200 å
Is the use of albumin in colloid prime
solution of cardiopulmonary bypass
circuit justified?
• A adição de albumina não afeta a resistência
transoxigenador, níveis de Protrombina e
-Tromboglobulina.
Aumenta o custo e não se justifica.
Boks RH et al. - Ann Thorac Surg 2001 Sep;72(3):850-3
• Superfície Artificial
• Fluxo não Pulsátil
• Trauma Cirúrgico
Ativação de Macrofágos
Ativação do Complemento
C3 e C5
Ativação de Citocinas
TNF e IL1
IL6 e IL8
Neutrófilos
• Migração
• Penetração
• Sequestro
• Desgranulação (Enzimas Prolíticas)
• Liberação de Radicais Livres
Lesão Tecidual
• Insuf. Renal, Hepática e Resp.
• Insuf. Miocárdica
• IMO
• Resposta Inflamatória Sistêmica
Bone et al. - 1992
Ativação de Cascatas
Fármacos ( Protamina )
Citocinas ( TNF-  )
Interleucinas (1, 2, 4, 6 e 8)
Hipotermia
Outras
• Sist. Cardiovascular, Endotélio, Hemodinâmico,
• Complemento, Coagulação, Calicreina,
• Fibrinolíticos e Outros.
Genetic predisposition in patients undergoing
cardiopulmonary bypass surgery is associated
with an increase of inflammatory cytokines
A apolipoproteina E4 é reconhecida como fator para aterosclerose
e interfere nas funções dos monócitos.
A presença do alelo E4 está associado com o aumento da liberação de
IL-8 e TNF- após a CEC.
Drabe N. et al. - Eur J Cardiothorac Surg 2001 Sep;20(3):609-13
Newborn patients exhibit an unusual pattern of interleukin 10
and interferon serum levels in response to cardiac surgery
A. J. Alcaraz et al. - J Thorac Cardiovasc Surg 2002;123:451-458
Na cec resposta inflamatória tem diferentes vias:
• Sistema Complemento
• Sistema Kalicreina
• Elementos Celulares
• Sistema imune
• Monócitos macrogafos e Células T
• Polimorfonucleares e Plaquetas
Idade
Estado nutricional
Newborn patients exhibit an unusual pattern of interleukin 10
and interferon serum levels in response to cardiac surgery
A. J. Alcaraz et al. - J Thorac Cardiovasc Surg 2002;123:451-458
IL-10 -
Citocina anti-inflamatória
IF-γ
Citocina pro-inflamatória
-
Neonato produz pouco interferon
•Cortisol
•IF-γ
p < 0,05