PROTEÇÃO MIOCÁRDICA
CIRURGIA CARDIOVASCULAR
INCOR - HC - FMUSP
PROTEÇÃO MIOCÁRDICA
Conceito:
• Permitir correção de defeitos
cardiovasculares, eliminando ou
minimizando a lesão miocárdica.
• Proporcionar condições ideais de
trabalho: coração parado, sem sangue,
sem isquemia miocárdica.
PROTEÇÃO MIOCÁRDICA
Introdução:
Anatomia da circulação coronária
• Sistema arterial:
Irrigação coronariana
Artérias epicárdicas
Ramos transmurais
Artérias endocárdicas
Plexo capilar irrigação colateral
• Sistema de drenagem venosa:
Seio coronário
Thebesius
Sinusóides
PROTEÇÃO MIOCÁRDICA
HISTÓRICO
• 1950 Bigelow, Lindsay e Greenwood - hipotermia
• 1953 Lewis e Tauffic - CIA (30oC)
• 1955 Melrose - cardioplegia induzida - insucesso
(solução hipercalêmica e hiperosmolar)
• 1956 Lillehei - perfusão retrógada
• 1958 Scott Jr. - perfusão coronária seletiva
• 1959 Urschel - hipotermia tópica
PROTEÇÃO MIOCÁRDICA
HISTÓRICO
• 1966 Cooley - parada cardíaca anóxica
• 1967 Zerbini - perfusão contínua dos óstios
coronários
• Década de 70 – intervenções farmacológicas
Nifedipina (Clark)
• 1976 – Solução do Hospital de Saint Thomas
PROTEÇÃO MIOCÁRDICA
HISTORICO
• 1979 Buckberg - Cardioplegia Sanguínea
• 1989 Braile - Cardioplegia sanguínea
normotérmica contínua
• Década de 90 – Salerno e Lichtenstein
Cardioplegia sanguínea normotérmica intermitente
PROTEÇÃO MIOCÁRDICA
Avanços
Técnica Cirúrgica
Perfusão
Anestesia
Cirurgia Cardíaca
Condição Rotineira
Destaque
Melhor preservação do miocárdio
PROTEÇÃO MIOCÁRDICA
Busca de condições
operatórias ideais
Parada Cardíaca
Transitória
PROTEÇÃO MIOCÁRDICA
Vantagens
Cirúrgicas
Efeitos deletérios
da
isquemia miocárdica
PROTEÇÃO MIOCÁRDICA
PRINCÍPIOS DOS MÉTODOS DE PROTEÇÃO
MIOCÁRDICA
• Impedir desbalanço entre oferta, demanda e
consumo
• déficit energético - lesão por isquemia
• Impedir lesão por reperfusão
PROTEÇÃO MIOCÁRDICA
Isquemia Miocárdica
Fluxo Sanguíneo
Coronário
Frequência
Cardíaca
Oferta
Capacidade de
Transporte de O2
Consumo
Déficit
Energético
Contratilidade
Tensão Sistólica
Parietal
PROTEÇÃO MIOCÁRDICA
METABOLISMO MIOCÁRDICO AERÓBICO
• Substratos (Ac. Graxos livres) > piruvato >
ciclo de Krebs > cadeia fosforilativa > água e
gás carbônico (com consumo de oxigênio).
• Produção de ATP com alto rendimento.
• Por cada mol de glicose metabolizada: 38
moles de ATP.
PROTEÇÃO MIOCÁRDICA
METABOLISMO MIOCÁRDICO ANAERÓBICO
Interrupção do fluxo coronariano => fim da
oferta de oxigênio e substratos =>
permanência do consumo de ATP.
• Substrato ( glicose) >>>glicólise >>>lactato.
• Baixo rendimento. Por cada mol de glicose:
2 moles de ATP.
• Acidose - déficit de energia.
PROTEÇÃO MIOCÁRDICA
METABOLISMO DO MIOCÁRDIO ISQUÊMICO
• Acidose - déficit energético => prejuízo da
função contrátil e dificuldade na manutenção
da viabilidade celular => edema celular =>
diminuição da glicólise anaeróbica =>
ausência de energia para a manutenção das
funções vitais => autólise.
PROTEÇÃO MIOCÁRDICA
METABOLISMO DO MIOCÁRDIO NA
REPERFUSÃO
• Reperfusão => influxo de cálcio no miócito
com liberação de quimiotáticos e ativação do
complemento => lesão celular.
• Dependendo do momento da reperfusão:
– reestabelecimento completo
– “stunning”
– necrose
PROTEÇÃO MIOCÁRDICA
CONSUMO
CORAÇÃO PARADO:
• 1 ml O2 / 100 g / min – 37 º C
• 0,3 ml O2 / 100 g / min – 22 º C
CORAÇÃO BATENDO / FIBRILANDO:
• 6 ml O2 / 100 g / min – 37 º C
• 2 ml O2 / 100 g / min – 22 º C
PROTEÇÃO MIOCÁRDICA
CONSUMO DE O2 - CEC
Coração batendo
Fibrilação
6.0
ml/100 g/min
Parado
4.0
2.0
0
37o C
32o C
28o C
22o C
PROTEÇÃO MIOCÁRDICA
HIPOTERMIA
• Reações celulares x temperatura => diminuição da
velocidade enzimática.
• Hipotermia x consumo de oxigênio
• Resposta heterogênea das reações celulares a
hipotermia:
– Reações em que há consumo de energia podem
se alterar em velocidades diferentes daquelas
em que há produção de energia.
PROTEÇÃO MIOCÁRDICA
HIPOTERMIA
Técnicas de uso:
• Tópica: gelo ou solução salina no saco
pericárdico.
• Sistêmica: resfriamento sistêmico através do
trocador de calor do sistema de CEC.
• Infusão coronariana: solução gelada por via
anterógrada (artérias coronárias) ou
retrógrada (seio coronário).
PROTEÇÃO MIOCÁRDICA
CARDIOPLEGIA
• Indução da assistolia => diminuição de 90% do
consumo de O2 do miocárdio.
9 ml de O2/100g/min => 1 ml de O2/100g/min
• Indução da assistolia => economia de energia =>
manutenção da viabilidade do miócito por tempo
prolongado.
• Estado de diástole sustentado.
PROTEÇÃO MIOCÁRDICA
CARDIOPLEGIA INDUZIDA
• Princípios químicos para indução da
assistolia:
– depleção miocárdica de cálcio
– depleção miocárdica de sódio
– elevação do magnésio extra-celular
– infusão de anestésicos locais
– uso de bloqueadores do canal de cálcio
– elevação do potássio extra-celular
PROTEÇÃO MIOCÁRDICA
CARDIOPLEGIA
Princípios
Métodos
Parada imedata
K+, Mg2, Procaina
Hipotermia
10 - 20o C
Substrato
Oxigênio, glicose, glutamato,
aspartato
Adequado pH (tampão)
THAM, bicarbonato, fosfato
Estabilização membrana
Ca2+, esteróides, procaina,
antagonista de Ca2+, radicais
livres
Evitar o edema
Glicose
PROTEÇÃO MIOCÁRDICA
CARDIOPLEGIA - Propriedades
• Proteção do miócito.
• Necessidade de perfusão miocárdica pela solução cardioplégica
em quantidade suficiente para o efeito desejado.
• Efeito prolongado.
• O princípio químico para a indução da assistolia deve agir de
maneira homogênea em todo o coração.
PROTEÇÃO MIOCÁRDICA
CARDIOPLEGIA INDUZIDA
• Fluxo coronário em situação fisiológica:
– Coração batendo - fluxo pulsátil.
• Infusão de cardioplegia:
– Fluxo não pulsátil.
– Perfusão heterogênea dos leitos vasculares.
– Canulação do seio coronário (via retrógrada).
– Infusão anterógrada e retrógrada: leitos capilares
distintos.
PROTEÇÃO MIOCÁRDICA
Cristalóide
Sanguínea
Normotérmica
Hipotérmica
Cardioplegia
Anterógrada
Retrógrada
Contínua
Intermitente
PROTEÇÃO MIOCÁRDICA
PROTEÇÃO MIOCÁRDICA
PROTEÇÃO MIOCÁRDICA
MÉTODOS DE PROTEÇÃO MIOCÁRDICA
EM USO NA PRÁTICA CLÍNICA
•Hipotermia associada a Fibrilação Ventricular.
•Hipotermia associada a Isquemia Miocárdica Global Intermitente.
•Cardioplegia Cristalóide Fria.
•Cardioplegia Sanguínea Fria Intermitente.
•Cardioplegia Sanguínea Normotérmica Contínua.
•Cardioplegia Sanguínea Normotérmica Intermitente.
PROTEÇÃO MIOCÁRDICA
HIPOTERMIA ASSOCIADA A FIBRILAÇÃO VENTRICULAR
Técnica:
• Hipotermia: diminuição da temperatura
sistêmica a 28 º C - troca de calor da CEC.
• Fibrilação ventricular: espontânea ou
induzida por estímulo elétrico.
PROTEÇÃO MIOCÁRDICA
HIPOTERMIA ASSOCIADA A FIBRILAÇÃO VENTRICULAR
Fundamentos:
• Hipotermia: diminuição do metabolismo celular com
diminuição do consumo de energia.
• Fibrilação ventricular: diminuição do consumo de
energia - 9 ml de O2/ 100g/min para 5 ml de
O2/100g/min.
• Comprometimento do fluxo sanguíneo na região
subendocárdica.
PROTEÇÃO MIOCÁRDICA
HIPOTERMIA ASSOCIADA A FIBRILAÇÃO VENTRICULAR
Aplicação Clínica:
• Tecnicamente simples.
• Campo cirúrgico desfavorável (sangue).
PROTEÇÃO MIOCÁRDICA
HIPOTERMIA ASSOCIADA A FIBRILAÇÃO VENTRICULAR
1987 - Akins
Hipotermia com Fibrilação Ventricular:
Casuística
1000 pacientes
IAM peri-operatório
1,8%
Sobrevida em 5 anos 91,6%
Fibrilação atrial
23,6%
Mortalidade
4%
Ann thorac Surg 1987;43:628-33
PROTEÇÃO MIOCÁRDICA
HIPOTERMIA
ASSOCIADA A ISQUEMIA
INTERMITENTE
MIOCÁRDICA
Técnica:
• Diminuição da temperatura sistêmica (28 a
32 graus) com o trocador de calor da CEC.
• Pinçamento da aorta ascendente por
períodos de 10 a 15 min.
• Reperfusão por 3 a 5 min.
PROTEÇÃO MIOCÁRDICA
HIPOTERMIA ASSOCIADA A ISQUEMIA MIOCÁRDICA
INTERMITENTE
Fundamentos:
• Hipotermia - diminuição do metabolismo
miocárdico com diminuição do consumo de
oxigênio.
• Ciclos de isquemia e reperfusão:
- possibilidade de lesão por isquemia
- possibilidade de lesão por reperfusão
- pré condicionamento isquêmico: curtos períodos de
isquemia > reperfusão > maior resistência à lesão por
períodos prolongados de isquemia
PROTEÇÃO MIOCÁRDICA
HIPOTERMIA
ASSOCIADA A ISQUEMIA
INTERMITENTE
MIOCÁRDICA
Aplicação clínica:
• Campo cirúrgico favorável: sem sangue
• Simplicidade do método
• Bons resultados relatados por vários autores
PROTEÇÃO MIOCÁRDICA
INFLUÊNCIA DO PRÉ-CONDICIONAMENTO
ISQUÊMICO NA PROTEÇÃO MIOCÁRDICA EM
REVASCULARIZAÇÃO DO MIOCÁRDIO COM
PINÇAMENTO INTERMITENTE DA AORTA
Paulo Manuel Pêgo Fernandes; Fabio B. Jatene;Karina Kwasnicka;
Alexandre C. Hueb; André F. Gentil; Fabrício F. Coelho; Noedir A. G. Stolf.
InCor - FMUSP
PROTEÇÃO MIOCÁRDICA
PRÉ-CONDICIONAMENTO ISQUÊMICO EM RM
• Grupo controle: hipotermia sistêmica a 32 ºC com pinçamento
intermitente da aorta e uso de circulação extracorpórea (n=18;
idade média=60,6).
• Grupo de pré-condicionamento: acrescidos dois pinçamentos
de 3 minutos da aorta com intervalo de 2 minutos de reperfusão
entre eles, previamente ao pinçamento intermitente (n=17; idade
média=65,2).
(Realizado entre out/98 e mai/99)
PROTEÇÃO MIOCÁRDICA
PRÉ-CONDICIONAMENTO ISQUÊMICO EM RM
Dosagens: CK-MB, troponina I, adenosina e lactato
(amostras colhidas no seio coronário)
1 - no início da circulação extra-corpórea
2 - ao final da primeira anastomose
3 - ao final da circulação extra-corpórea
Statistical Analysis System: nível de significância de 5%.
PROTEÇÃO MIOCÁRDICA
PRÉ-CONDICIONAMENTO ISQUÊMICO EM RM
Resultados
TROPONINA
8
Grupo
1
mg/ml
6
2
4
2
0
1
-2
2
Momento
3
PROTEÇÃO MIOCÁRDICA
PRÉ-CONDICIONAMENTO ISQUÊMICO EM RM
Resultados
LACTATO
90
80
70
mg/dl
60
50
40
Grupo
1
30
20
2
10
0
1
2
Mom ento
3
PROTEÇÃO MIOCÁRDICA
PRÉ-CONDICIONAMENTO ISQUÊMICO EM RM
Resultados
CKMB
40
35
30
u/l
25
20
Grupo
1
15
10
2
5
0
1
2
Mom ento
3
PROTEÇÃO MIOCÁRDICA
PRÉ-CONDICIONAMENTO ISQUÊMICO EM RM
Resultados
ADENOSINA
140
Grupo
1
120
2
pmol/ml
100
80
60
40
20
0
1
2
Mom ento
3
PROTEÇÃO MIOCÁRDICA
PRÉ-CONDICIONAMENTO ISQUÊMICO EM RM
Resultados
C
o
n
t
r
o
l
eP
r
e
c
o
n
d
. C
o
n
t
r
o
l
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c
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n
d
. C
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n
t
r
o
l
eP
r
e
c
o
n
d
.
(
1
)
(
1
)
C
K
M
B 8
.
6

3
.
7 6
.
8

2
.
7
(
2
)
(
2
)
1
8
.
6

1
4
.
51
4

5
.
5
(
3
)
(
3
)
:0
.
1
1
8
2
6
.
7

6
.
12
3
.
9

8
.
1p
T
r
o
p
o
n
i
n
a
I0
.
3

0
.
3 0
.
5

0
.
8
0
.
9

1
.
1
0
.
5

0
.
4 2
.
6

3
1
.
3

1
p
:0
.
1
1
3
A
d
e
n
o
s
i
n
a3
3

2
6
2
6

1
8
7
7

4
5
7
0

4
5
5
0

3
4
4
3

3
7
p
:0
.
6
4
6
L
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c
t
a
t
o 4
3

1
1
3
6

1
2
6
0

1
7
5
7

1
3
5
3

2
8
5
2

2
2
p
:0
.
4
9
2
CK-MB e Troponina I: leve tendência à aumentar ao final da
CEC no grupo controle
Adenosina e lactato: não apresentaram diferença.
PROTEÇÃO MIOCÁRDICA
PRÉ-CONDICIONAMENTO ISQUÊMICO EM RM
CONCLUSÃO
O pré-condicionamento isquêmico não promoveu
melhora significante na proteção miocárdica.
PROTEÇÃO MIOCÁRDICA
CARDIOPLEGIA CRISTALÓIDE FRIA
Técnica:
• Infusão de solução cristalóide filtrada, com
componente que induz a assistolia com
temperatura de 4 º C com pressão de 80 a
100 mmHg anterógrada e 25 a 50 mmhg
retrógrada, após o pinçamento da aorta
ascendente.
• Hipotermia tópica (pode ser associada).
• Repetição da dose a cada 20 a 25 min.
PROTEÇÃO MIOCÁRDICA
PROTEÇÃO MIOCÁRDICA
CARDIOPLEGIA CRISTALÓIDE FRIA
Fundamentos:
– Hipotermia e assistolia => diminuição de 97% do
consumo de O2 do miocárdico.
– Indução da assistolia: solução hipercalêmica =>
despolarização do sarcolema => impede a fase
zero do potencial de ação => não se inicia o
estímulo.
PROTEÇÃO MIOCÁRDICA
CARDIOPLEGIA CRISTALÓIDE FRIA
Fundamentos:
Substâncias usadas em associação ao agente
indutor da assistolia:
– agente tampão: bicarbonato
– anestésicos locais (procaína e xilocaína)
– magnésio
– bloqueadores do canal de cálcio
– betabloqueadores
PROTEÇÃO MIOCÁRDICA
CARDIOPLEGIA CRISTALÓIDE FRIA
Aplicação Clínica:
– Simplicidade no preparo e uso.
– Resultados clínicos satisfatórios.
– Campo cirúrgico ideal: imóvel e sem sangue.
PROTEÇÃO MIOCÁRDICA
CARDIOPLEGIA CRISTALÓIDE FRIA
Solução Saint Thomas:
•
•
•
•
•
Ringer Lactato
Cloreto de magnésio 1,6g
Cloreto de procaína 136mg
Cloreto de potássio 596mg
Temperatura a 4 º C
PROTEÇÃO MIOCÁRDICA
CARDIOPLEGIA SANGUÍNEA FRIA
INTERMITENTE
Técnica:
• Modo de infusão e constituintes semelhantes
à cristalóide => veículo é o sangue
PROTEÇÃO MIOCÁRDICA
CARDIOPLEGIA SANGÜÍNEA FRIA
INTERMITENTE
Fundamentos:
• Indução da assistolia e constituintes
semelhantes à cristalóide.
• Uso do sangue como veículo:
•
•
•
•
•
pressão oncótica
poder tampão
inativação de radicais livres
diminuição da hemodiluição
fornecimento de oxigênio
CARDIOPLEGIA SANGÜÍNEA FRIA
INTERMITENTE
Aplicação clínica:
• Ampla fundamentação fisiopatológica.
• Campo cirúrgico ideal.
• Método mais usado atualmente nos EUA
(72,2%).
CARDIOPLEGIA SANGÜÍNEA FRIA
INTERMITENTE
Follette e Buckberg, em 1978, demonstraram
que para 2h de isquemia com intervalos de 20
minutos e temperatura miocárdica de 20oC, a
função sistólica é melhor após o uso da
cardioplegia com sangue, quando comparada
com a proteção cristalóide.
Cardiovasc Surg. 1978;58:1-200
PROTEÇÃO MIOCÁRDICA
CARDIOPLEGIA SANGUÍNEA NORMOTÉRMICA
CONTÍNUA
Técnica:
• Infusão de sangue oxigenado normotérmico,
acrescido de substância que induz a assistolia.
• Indução por via anterógrada e manutenção
contínua por via retrógrada ( com ou sem
doses adicionais por via anterógrada).
PROTEÇÃO MIOCÁRDICA
CARDIOPLEGIA SANGUÍNEA NORMOTÉRMICA CONTÍNUA
Fundamentos: Assistolia
• Normotermia:
• hipotermia => diminuição de 7% do consumo do
miocárdio em assistolia
• funcionamento enzimático perfeito
• concentração ideal de hemoglobina => oxigenação
ideal (não há necessidade de hemodiluição)
• perfusão heterogênea dos leitos capilares
PROTEÇÃO MIOCÁRDICA
CARDIOPLEGIA SANGUÍNEA NORMOTÉRMICA CONTÍNUA
Aplicação Clínica:
• Campo operatório não ideal (sangue).
• Tecnicamente mais complexa.
• Resultados clínicos e experimentais
satisfatórios.
PROTEÇÃO MIOCÁRDICA
SUPORTE HEMODINÂMICO - PÓS-OP
4
BIA
Drogas Inotrópicas
3
Dias
2
*
*
1
* p < 0.05
0
Cardioplegia
sang. fria
Cardioplegia sang.
normotérmica
PROTEÇÃO MIOCÁRDICA
Cardioplegia Sanguínea Contínua
Pacientes
IAM
Baixo débito
BIA
Fria
133
6,8%
13,5%
9,0%
Quente
121
1,7%*
3,3%*
0,9%
Lichtenstein J Thorac Cardiovasc Surg 1991;101:269-74
PROTEÇÃO MIOCÁRDICA
CARDIOPLEGIA SANGUÍNEA NORMOTÉRMICA
INTERMITENTE
Técnica:
• Infusão de solução semelhante à da
cardioplegia sangínea quente contínua, de
maneira intermitente.
• Repetida a cada 10 a 15 min (máximo).
• Em geral, anterógrada.
PROTEÇÃO MIOCÁRDICA
CARDIOPLEGIA SANGUÍNEA NORMOTÉRMICA INTERMITENTE
•
•
•
•
Fundamentos:
Assistolia
Normotermia
Intervalo seguro entre as doses ?
Normotermia X CEC segura
PROTEÇÃO MIOCÁRDICA
CARDIOPLEGIA SANGUÍNEA NORMOTÉRMICA
INTERMITENTE
Aplicação clínica:
• Campo operatório ideal.
• Apesar de recente, existem estudos clínicos
com bons resultados.
• Uso relativamente simples.
PROTEÇÃO MIOCÁRDICA
Finalmente:
•
•
•
•
•
Calafiore: Cardioplegia sanguínea normotérmica intermitente vs. fria: a
normotérmica tem menos morbimortalidade e tem menor liberação de CKMB.
Ali: A cardioplegia normotérmica é melhor até 90 minutos de pinçamento aórtico.
Fremes e Iverson: A cardioplegia sanguínea fria intermitente vs. cristalóide: a
sanguínea tem melhor função sistólica e menor liberação de CKMB.
Khuri: Incidência de IAM e elevação de CKMB iguais nos dois grupos.
Codd: A cardioplegia sanguínea tem menor elevação de CKMB.
PEARL HARBOR
December 7th, 1941