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Fernanda Machado Regazzi Modificações pulmonares morfométricas e funcionais de neonatos da espécie canina em resposta à corticoterapia pré-natal São Paulo 2011 FERNANDA MACHADO REGAZZI Modificações pulmonares morfométricas e funcionais de neonatos da espécie canina em resposta à corticoterapia pré-natal Dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Reprodução Animal da Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia da Universidade de São Paulo para a obtenção do título de Mestre em Ciências. Departamento: Reprodução Animal Área de concentração: Reprodução Animal Orientador: Profa. Dra. Camila Infantosi Vannucchi São Paulo 2011 Autorizo a reprodução parcial ou total desta obra, para fins acadêmicos, desde que citada a fonte. DADOS INTERNACIONAIS DE CATALOGAÇÃO-NA-PUBLICAÇÃO (Biblioteca Virginie Buff D’Ápice da Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia da Universidade de São Paulo) T.2507 Regazzi, Fernanda Machado FMVZ Modificações pulmonares morfométricas e funcionais de neonatos da espécie canina em resposta à corticoterapia pré-natal / Fernanda Machado Regazzi.-- 2011. 104 f. : il. Dissertação (Mestrado) - Universidade de São Paulo. Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia. Departamento de Reprodução Animal, São Paulo, 2011. Programa de Pós-Graduação: Reprodução Animal. Área de concentração: Reprodução Animal. Orientador: Profa. Dra. Camila Infantosi Vannucchi. 1. Corticoterapia. 2. Neonatos. 3. Morfometria. 4. Surfactante. I. Título. FOLHA DE AVALIAÇÃO Nome: Regazzi, Fernanda Machado Título: Modificações pulmonares morfométricas e funcionais de neonatos da espécie canina em resposta à corticoterapia pré-natal Dissertação apresentada ao Programa de Pós- Graduação em Reprodução Animal da Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia da Universidade de São Paulo para a obtenção do título de Mestre em Ciênias. Data:____/____/____ Banca Examinadora Celso Moura Rebello FM/USP Francisco Javier Hernandez Blazquez FMVZ/USP Camila Infantosi Vannucchi FMVZ/USP Aos meus pais e irmãos, pelo amor e confiança. A Deus, por sempre me guiar. Agradecimentos Diferentes pessoas cruzaram nossos caminhos, algumas percorreram ao nosso lado, vendo luas passarem, outras apenas vimos entre um passo e outro. Há os que levaram muito, mas não há os que não deixaram nada, simplesmente por que cada pessoa foi única e responsável pela construção do meu ser. Crescer e ver o belo nas diferenças é um grande trunfo e responsabilidade. Para todos que desempenharam, no anfiteatro desta caminhada, os mais diferentes papéis, contribuindo, de alguma forma, na estruturação desta história, ofereço estas páginas... Agradeço... ...a minha mãe, Clea, por ter acreditado e investido tanto em mim e me permitido sonhar e viver a Medicina Veterinária, bem como a ciência, mas principalmente por ser exemplo intangível de mulher, doce e sábia, de determinação, afrontando os mais diversos desafios, exemplo de caráter, bondade, humanidade e por ter me ensinado a sempre enxergar com os olhos do coração. “Você supera qualquer expectativa”. Ao meu pai, Evanildo, amável e doce, que sem pesar e com sorriso nos olhos fazia-se de paciente ouvinte de uma menininha, que com apenas 13 anos, viu seu sonho de Veterinária borbulhar ao ganhar o seu eterno e muito amado Farofino. Agradeço a Deus a honra de tê-los como mestres. Aos meus mais que irmãos, amigos e companheiros Edilson, Kauê e Mayra. Obrigada pelo amor, sorrisos e união, eu seria um quarto sem vocês. Aos meus avós que, em histórias, fizeram-se sempre onipresentes. Obrigada pela estruturação familiar. Ao Jô, por estar sempre ao meu lado, presente, incentivando, apoiando, por ter sido, em muitos momentos, refúgio, pelas alegrais, amor e conforto. A toda minha família, tios, tias e primos, pelos tão aguardados encontros. À minha orientadora, Camila, pelo acolhimento e capacidade de ensinar possibilitando o granjeio de um sonho. Pela forma precisa e afetiva de captar minhas necessidades, quando me deixar ou guiar, de proferir uma palavra de saber. Agradeço o incentivo, todo ensinamento, crescimento, oportunidade e compreensão em momentos difíceis, também por ser exemplo de humanidade, liderança, competência e amor à profissão. Às minhas irmãs Lilica, Cris, Gi e irmãozinho Dani, sem os quais nada seria possível. Cris, doce e amiga; Lilica, atenciosa e cúmplice; Gi, engraçada, companheira; Dani, vulgo “Peter Pan ou SPP”, adorável e companheiro. Talvez um maior domínio das palavras me permitisse expressar o tamanho da minha admiração e gratidão por cada um de vocês. Obrigada por tudo! A Jaque Aguiar, que esteve presente no início desta caminhada, pelas palavras de incentivo e encorajamento. Muito obrigada! Realmente somos mais do que uma equipe. A Dani Kishi, pelas conversas, empenho, companhia, determinação. A Marília, pela atenção, ajuda, compromisso e carinho. Vocês foram fundamentais ao meu crescimento. As minhas meninas Jurema, Lica (Winnie), Preta, Mega, Branca, Pretinha, Bruna e Berenice, pelo carinho, apego, doçura, pelas noites juntas e mal dormidas na Veterinária...por que era impossível dormir enquanto a Bruna não conseguisse ocupar metade do meu colchão. Não nos encontramos ao acaso. Ao Zequinha, pela disponibilidade em todos os momentos em que precisei de sua colaboração. Obrigada pelos cães, dicas, e carinho. A Carol, nossa anestesista, pela prontidão em aceitar nosso convite, obrigada por nos presentear com sua competência e amizade. As minhas amadas amigas, irmãs Campineiras, Daniela, Karina, Mariana e Mau pelo companheirismo, dedicação, pela sinceridade de uma amizade a qual vimos que a distância não foi e nunca será suficiente para apagar. Vocês são fundamentais em minhas caminhadas. A minha “ex roommate”, Fê, pela paciência em me ouvir antes de dormirmos, pelas palavras de apoio e risadas; Fi, pela atenção, simpatia, trapalhadas; ao Bê, pelas diversas ajudas com trabalhos e dúvidas, por ser um exímio ouvinte e me fazer rir dos problemas, minhas noites de estudo não seriam as mesmas sem vocês. Obrigada! A Mari, pelos conselhos, passeios, companhia. Todo sucesso Má! A Stopitia, obrigada pelas conversas e previsões de tarô, você vai fazer falta! Aos companheiros de VRA: Tha, Ju, Lindsay, Mari, pelos conselhos, passeios, viagens, e muitas risadas; Marcílio, por alegrar nossos churrascos e colaborar com os dados de estatística; Fu, pela amizade e apoio nesta reta final; Rô, nem sei por onde começar! Obrigada pelas conversas, amizade e alegra. A todos do LDH, em especial a Priscila, pelas dosagens hormonais, a Lili, por todo carinho e companheirismo; Patrícia, por compartilhar dúvidas e pesares. E também a Carina, Bruna, Robertinha, Manuel, Samir, Pedro, Flávia, Rafa, Robinson, Camila, Everton e todos os demais pós-graduandos, estagiários e ICs. Ao Prof. Francisco, por abrir caminhos para o desenvolvimento deste estudo e por sua disponibilidade. O empréstimo gentil de seu laboratório, e equipe, os quais foram muito importantes para a conclusão deste trabalho. Em especial ao Di, pelas boas gargalhadas, pelo empenho e colaboração no cumprimento dos processos de histologia pulmonar, pela confiança e diponibilidade; ao Thi, por toda competência, paciência, alegria, dedicação, ensinamentos e carinho; Valdir, pelo apoio e companheirismo.Ao Ronaldo, pela gentileza em ceder seus micrótomos. Adorei estar com vocês! Aos Prof. Maiorka e Profa. Malu por também cederem seus laboratórios e equipe; em especial ao Caio, pelo tempo, amizade e conhecimento disponibilizados, ao Buga e Claudio, pela prontidão. Muito obrigada à todos! Aos professores do Departamento, pelos ensinamentos, oportunidades e estímulos. Em especial à Profa. Eneiva Carla, Profa. Claudia e Prof Marcelo. Aos funcionários: Alice, Belau, Dona Sílvia, Harumi, Roberta, Iraílton, Jocimar, Miguel, Maria Amélia, Luis, Thaís. Às secretárias da pós-graduação e aos funcionários da biblioteca Virgine Buff D’Apice. A Silvana. Sil, muito obrigada pelo entusiasmo, competência e fundamental auxílio nas avaliações radiográficas. As ONGS, canis e funcionários, em especial ao Anderson, pela prontidão e carinho. Aos nossos estagiários, em especial a Melissa e Thainá. Muito obrigada pelo empenho! Ao Departamento de Reprodução Animal, por me acolher e me fazer evoluir profissionalmente! Sinto-me muito feliz e lisonjeada por fazer parte deste time! Ao CNPq e FAPESP pelas bolsas de mestrado e auxílio pesquisa. Muito Obrigada a todos! “Não há progresso sem mudança. E, quem não consegue mudar a si, acaba por não mudar coisa alguma” (George Bernard Shaw) RESUMO REGAZZI, F. M. Modificações pulmonares morfométricas e funcionais de neonatos da espécie canina em resposta à corticoterapia pré-natal. [Lung morphometric and functional changes in canine neonates after prenatal corticoterapy]. 2011.102f.Dissertação (Mestrado em Ciências) – Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia, Universidade de São Paulo, São Paulo, 2011. O final do período gestacional é marcado por importantes processos que caracterizam a maturação pulmonar fetal, dentre os quais destacam-se alterações estruturais, como a expansão das áreas de troca gasosa; e funcionais, tais como o aumento na produção de surfactante, cuja principal função é reduzir a tensão superficial na interface ar-líquido alveolar, evitando o colapso dos alvéolos na fase final da expiração. Estudos realizados em diferentes espécies animais indicam a influência de fatores endócrinos, incluindo os glicocorticóides, no desenvolvimento pulmonar fetal e transição para a vida extra-uterina. Até o momento, não há estudos na espécie canina, com o objetivo primordial de avaliar a ação da corticoterapia materna na melhora da função pulmonar. Desta forma, são objetivos deste estudo identificar as alterações morfométricas e funcionais pulmonares de neonatos pré- termos e termos submetidos à corticoterapia materna pré-natal e correlacioná-las à melhora da função pulmonar no período neonatal. Para tanto, 25 neonatos da espécie canina, nascidos por cesariana programada, foram alocados aleatoriamente em 2 grupos: Grupo Controle (CONT) (sem corticoterapia materna; n=15) e Grupo Betametasona (BETA) (corticoterapia materna aos 55 dias de gestação; n=10), por aplicação de betametasona (Celestone Soluspan ® ) em dose única de 0,5 mg/Kg de peso materno, por via de administração intra muscular (IM). No grupo Controle, os neonatos foram avaliados aos 55, 57 e 63 dias de gestação, enquanto no Grupo Betametasona, aos 57 e 58 dias de gestação. Perfez-se a avaliação clínica por escore Apgar, hemogasometria e radiografia pulmonar. Ainda, as modificações pulmonares estruturais e funcionais foram verificadas por análise morfométrica e imunoistoquímica para detecção do número de pneumócitos tipo II produtores da proteína B do surfactante (SP-B) no parênquima pulmonar. Houve melhor evolução clínica nos neonatos pertencentes ao grupo BETA 57 já aos 60 minutos de vida. Os valores de freqüência cardíaca foram estatisticamente maiores nos grupos tratados e controle termo, em comparação ao grupo CONT 57. O escore de freqüência e padrão respiratórios foi estatisticamente superior nos grupos BETA 57 e CONT 63, seguido pelo grupo BETA 58. Valores estatisticamente semelhantes de irritabilidade reflexa foram observados entre os grupos tratados e termo. Do nascimento aos 60 minutos de vida não houve diferença estatística na avaliação do tônus muscular entre os grupos, com valores significativamente superiores aos 240 minutos de vida nos grupos tratados e controle termo. Os neonatos do grupo CONT 63 apresentaram escore de mucosas aparentes da avaliação Apgar estatisticamente superior em relação aos demais grupos ao nascimento, com valores estatisticamente iguais aos grupos tradados e CONT 57 aos 60 minutos de vida. Ao nascimento e após 2 horas de vida, todos os neonatos apresentaram acidemia, com melhor resposta compensatória ao desequilíbrio ácido-básico no grupo BETA 58. Houve maior septação nos grupos tratados e controle termo, em relação aos demais grupos. Um percentual estatisticamente superior de alveolização foi observado no grupo CONT 63, seguido pelo grupo BETA 58. Um menor percentual de sáculos foi identificado no grupo CONT 63 seguido pelos grupos BETA 57 e CONT 55. Não evidenciou-se diferença estatística quanto ao número de pneumócitos tipo II marcados para a proteína SP-B entre os grupos tratados e CONT 57. A avaliação radiográfica mostrou menor percentual de broncograma aéreo, bem como áreas de atelectasia, no grupo BETA 57, associado à melhor visualização do parênquima pulmonar. Em conclusão, a administração de betametasona materna no período pré-natal induz alterações estruturais do parênquima pulmonar, resultando em melhores valores de escore Apgar. Houve melhor resposta compensatória nos grupos tratados, reflexa ao aumento da capacidade de troca gasosa pulmonar. Não foi possível identificar aumento na síntese de surfactante pulmonar entre os grupos, em resposta à administração pré-natal de betametasona. Palavras- chave: Corticoterapia. Neonatos. Morfometria. Surfactante ABSTRACT REGAZZI, F. M. Lung morphometric and functional changes in canine neonates after prenatal corticoterapy [Modificações pulmonares morfométricas e funcionais de neonatos da espécie canina em resposta à corticoterapia pré-natal]. 2011. 104f. Dissertação (Mestrado em Ciências) – Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia, Universidade de São Paulo, São Paulo, 2011. The final gestational period is marked by an important processes that characterize the lung fetal maturation, like structural changes such as expansion of the areas of gas exchange, and functional changes, such as increased production of surfactant, whose main function is to reduce the surface tension in the air-liquid interface alveolar, preventing the alveoli from collapsing during late expiration. Studies in different species indicate the influence of endocrine factors, including glucocorticoids in fetal lung development and transition to extrauterine life. Up till now, there is not studies in dogs, with the primary objective to evaluate the action of maternal corticosteroid therapy in improving lung function. Thus, the objectives of this study was to identify morphological changes in lung function in preterm and terms neonates submitted to prenatal maternal corticosteroids and correlate them to the improvement in lung function during the neonatal period. For it 25 canine neonates, born by scheduled cesarean section, were randomly divided into 2 groups: control group (CONT) (no maternal corticosteroid therapy, n = 15) and Group betamethasone (BETA) (maternal corticosteroid therapy at 55 days gestation; n = 10), by application of betamethasone (Celestone Chronodose Injection ®) in a single dose of 0.5 mg / kg of maternal weight, route of administration by intra-muscular (IM). Control group neonates were evaluated at 55, 57 and 63 days of gestation, and the betamethasone group,at 58 and 57 days of gestation. The clinical assessment was made by Apgar score, blood gas and pulmonary radiography. Still, the structural and functional lung changes were verified by morphometric analysis and immunohistochemistry to detect the number of type II pneumocytes producers surfactant protein B (SP-B) in the lung parenchyma. There was better clinical outcome in the groups BETA 57 at 60 minutes of life. The values of heart rate were significantly higher in term treatment and control groups compared to the group CONT 57. The score of respiratory frequency and pattern was statistically higher in groups BETA 57 e 63 followed by the group BETA 58. Statistically similar reflex irritability were observed between the treated groups and term. From birth to 60 minutes of life there was not statistical difference in the assessment of muscle tone between the groups, with significantly higher values at 240 minutes of life in term treatment and control groups. Neonates of CONT 63 has mucous apparent assessment of Apgar statistically superior to other groups at birth, with values statistically equal to tratads and group CONT 57 at 60 minutes of life. At birth and after 2 hours of life, all neonates had acidemia, with better compensatory response to acid-base balance in the group BETA 58. There was an increased septation in treated and control groups comparing other groups. A statistically higher percentage of alveolarization was observed in group CONT 63, followed by the group BETA 58. A lower percentage of saccules was identified in the group CONT 63 followed by groups BETA 57 and CONT 55. There was not statistical differences in the number of type II pneumocytes marked for protein SP-B between the treated groups and CONT 57. The radiographic evaluation showed a lower percentage of air bronchogram, and atelectasis in the group BETA 57, associated with better visualization of the pulmonary parenchyma. In conclusion, maternal administration of betamethasone in prenatally period induced structural changes of the lung parenchyma, resulting in higher values of Apgar score. There was greater compensatory response in the treated groups, the reflex of an increase capacity of pulmonary gas exchange. It was not possible to indentify increases synthesis of surfactant between the groups in response to prenatal administration of betamethasone. Keywords: Corticosteroid therapy. Neonates. Morphometry. Surfactant LISTA DE QUADROS Quadro 1 - Interpretação da concentração sérica de progesterona, avaliada pela técnica de radioimunoensaio, durante o ciclo estral de cadelas..................................................................... 50 Quadro 2 - Condutas experimentais e os respectivos momentos de execução nos neonatos dos grupos CONT e BETA.............. 50 LISTA DE FIGURAS Figura 1 – Escore médio do tônus muscular (0 a 2) dos neonatos pertencentes aos grupos controle (CONT) 55, 57 e 63 e grupos betametasona (BETA) 57 e 58 aos 0, 5, 60, 120 e 240 minutos do nascimento. São Paulo, 2011....................................................... 64 Figura 2 – Escore médio de coloração de mucosas aparentes (0 a 2) dos neonatos pertencentes aos grupos controle (CONT) 55, 57 e 63 e grupos betametasona (BETA) 57 e 58 aos 0, 5, 60, 120 e 240 minutos do nascimento - São Paulo - 2011................................... 65 Figura 3 - Fotomicrografia de tecido pulmonar de neonatos caninos sob avaliação morfométrica. A) Neonato pré-termo do grupo BETA 58. B) Neonato pré-termo do grupo BETA 57. C) Neonato termo do grupo CONT 63. D) Neonato pré-termo do grupo CONT 57. E, F) Neonatos pré-termo do grupo CONT 55. Sáculos (SAC), subsáculos (SS), alvéolos (AL), septos (SEP), bronquíolo respiratório (BR), bronquíolo terminal (BT). Coloração: Hematoxilina-eosina. Ampliação 400X........................................... 71 Figura 4 - Média e desvio padrão do número de pneumócitos do tipo II marcados para a proteína SP-B em cada 100µ2 de parênquima pulmonar nos neonatos pertencentes aos grupos CONT 57 e 63 e grupos BETA 57 e 58. A, B, C entre grupos indicam diferença estatística (p≤0,05) - São Paulo - 2011.......................................... 72 Figura 5 Fotomicrografia do tecido pulmonar de neonatos caninos com marcação citoplasmática positiva para a proteína SP-B (→) no citoplasma de pneumócitos tipo II. A) Neonatos do grupo BETA 57. B) Neonatos do grupo CONT 63. Técnica de Imuno-histoquímica. Ampliação 400X - São Paulo - 2011.............................................. 72 Figura 6 – Fotomicrografia do tecido pulmonar de neonatos caninos com marcação nuclear positiva para ciclinas (→) em células pulmonares. A) Neonato do grupo BETA 57. B) Neonato do grupo CONT 57. C) Neonato do grupo BETA 58. D) Neonato do CONT 63. E, F) Neonatos do grupo CONT 55. Técnica de Imuno- histoquímica. Ampliação 400X...................................................... 73 Figura 7 – Fotomicrografia do tecido pulmonar de neonatos caninos. A) Neonato do grupo BETA 57 com marcante distinção entre epitélio bronquiolar e sacular. B) Neonato do grupo CONT 57 com menor diferenciação epitelial. C) Neonato do grupo BETA 58 com marcante distinção entre epitélio bronquiolar e sacular. D) Neonato do CONT 63 com áreas saculares e bronquiolares bem definidas. E, F) Neonatos do grupo CONT 55 com menor diferenciação epitelial. Epitélio bronquiolar (→), saculos (S) Técnica de Imuno- histoquímica. Ampliação 400X...................................................... 74 Figura 8 – Fotomicrografia do tecido pulmonar de neonatos caninos. Técnica de Vernhoeff para identificação de fibras elásticas. Ampliação 400X. A) Neonato do grupo BETA 57. B) Neonato do grupo CONT 57. C) Neonato do grupo BETA 58. D) Neonato do CONT 63. E, F) Neonatos do grupo CONT 55 com menor diferenciação epitelial.. 75 Figura 9 – Imagens radiográficas de neonatos caninos. A) Neonato pré- termo do grupo BETA 57. Projeção LLE. Leve opacificação de parênquima pulmonar, mais evidente em lobo cranial esquerdo compatível com o período pós-natal imediato. B) Neonato pré-termo do grupo CONT 57. Projeção LLE. Intensa opacificação observada em todo parênquima, compatível com menor volume de ar pulmonar. São Paulo, 2011.......................................................................................... 76 Figura 10 – Imagens radiográficas de neonatos caninos. A) Neonato pré- termo do grupo CONT63. Projeção LLD. Intensa opacificação e bloqueio da função alveolar em lobos pulmonares cranial e médio direito, com pouca definição de silhueta cardíaca. B) Neonato pré-termo do grupo BETA 57. Projeção LLD. Leve opacificação observada em todo parênquima, com boa definição da silhueta cardíaca. São Paulo, 2011...................... 77 Figura 11 – Imagens radiográficas de neonatos caninos com alteração em campos pulmonares. A) Neonato pré-termo do grupo CONT 55. Projeção VD. Não visualização da silhueta cardíaca com intensa opacificação de parênquima pulmonar, sugerindo função alveolar bloqueada (óbito nos primeiros minutos de vida). B) Neonato pré-termo do grupo CONT 55. Projeção VD. Pouca definição de silhueta cardíaca com moderado opacificação pulmonar difusa, evidenciando pouco volume de ar pulmonar. São Paulo, 2011................................. 78 Figura 12 - Valores percentuais de neonatos dos grupos controle (CONT) 55, 57 e termo e grupos betametasona (BETA) 57 e 58 com broncograma aéreo. São Paulo, 2011......................... 78 Figura 13 – Imagens radiográficas de neonatos caninos. A) Neonato pré-termo do grupo CONT 57. Projeção LLE. Visualização de broncograma em loco caudal esquerdo opacificado. B) Neonato pré-termo do grupo BETA 57. Projeção LLD. Pouca identificação de broncograma aéreo em lobos pulmonares. São Paulo, 2011........................................................................ 79 Figura 14 - Valores percentuais de neonatos dos grupos controle (CONT) 55, 57 e termo e grupos betametasona (BETA) 57 e 58 com ausência ou graus leve, moderado ou intenso de atelectasia pulmonar. São Paulo, 2011.................................... 80 Figura 15 – Imagens radiográficas de neonatos caninos. A) Neonato pré- termo do grupo BETA 57. Projeção LLD. Moderada opacificação pulmonar em loco cranial direito, compatíveis com grau leve de atelectasia. B) Neonato termo do grupo CONT 63. Projeção LLD. Intensa opacificação difusa em parênquima pulmonar sugestivo de grau intenso de atelectasia por edema pulmonar. C, D) Fotomicrografia de tecido pulmonar de neonatos caninos do grupo CONT 63 evidenciando edema alveolar (ED). Coloração: Hematoxilina- eosina. Ampliação 600X. São Paulo, 2011............................... 80 LISTA DE TABELAS Tabela 1 - Estágios do desenvolvimento pulmonar (em dias) nas espécies animais domésticas. São Paulo, 2011.......................................... 33 Tabela 2 - Parâmetros adotados para o escore APGAR de vitalidade neonatal. São Paulo, 2011............................................................ 51 Tabela 3 - Valores de probabilidade (p) para os efeitos principais Grupos (CONT55 vs. CONT57 vs. CONT63 vs BETA 57 vs BETA 58) e Momentos de Avaliação (0 vs. 5 vs. 60 vs. 120 vs. 240 min) e sua interação para a avaliação neonatal. São Paulo, 2011.......... 60 Tabela 4 - Intervalo entre a administração de betametasona materna e o início do trabalho de parto (minutos) para as gestantes 1 e 2 - São Paulo – 2011................................................................................................. 61 Tabela 5 - Média e desvio padrão do escore Apgar (0 a 10) dos neonatos pertencentes aos grupos controle (CONT) 55, 57 e 63 e grupos betametasona (BETA) 57 e 58, nos momentos 0, 5, 60, 120 e 240 minutos do nascimento - São Paulo - 2011........................................ 62 Tabela 6 - Média e desvio padrão do escore (0 a 2) da freqüência cardíaca (FC), freqüência respiratória (FR) e irritabilidade reflexa (IR) dos neonatos pertencentes aos grupos controle (CONT) 55, 57 e 63 e grupos betametasona (BETA) 57 e 58 - São Paulo – 2011............................. 63 Tabela 7 - Média e desvio padrão da temperatura corpórea ( oC) nos grupos controle (CONT) 55, 57 e 63 e grupos betametasona (BETA) 57 e 58 aos 0, 5, 60, 120 e 240 minutos do nascimento. São Paulo, 2011........ 66 Tabela 8 - Média e desvio padrão dos valores de HCO3 -, BE, PvCO2 e pH em neonatos dos grupos controle (CONT) 55, 57 e 63 e grupos betametasona (BETA) 57 e 58 nos momentos 0, 120 e 240 minutos do nascimento - São Paulo – 2011..................................................... 68 Tabela 9 – Média e desvio padrão dos valores de SvO2, PvO2 e oximetria venosa em neonatos dos grupos controle (CONT) 55, 57 e 63 e grupos betametasona (BETA) 57 e 58 - São Paulo – 2011.................. 69 Tabela 10 - Média e desvio padrão dos valores de SvO2, PvO2 e oximetria venosa neonatal nos momentos 0, 5, 60, 120 e 240 minutos do nascimento - São Paulo - 2011......................................................... 69 Tabela 11 - Média e desvio padrão do percentual de bronquíolos respiratórios (BR), sáculos (SAC), subsáculos (SUBSAC), alvéolos (AL) e septos (SEP), presentes no parênquima pulmonar dos neonatos pertencentes aos grupos controle (CONT) 55, 57 e 63 e grupos betametasona (BETA) 57 e 58 - São Paulo – 2011............................. 70 Tabela 12 – Média e desvios padrão do escore de identificação do coração e parênquima pulmonar (1 a 3) dos neonatos pertencentes aos grupos controle (CONT) 55, 57 e 63 e grupos betametasona (BETA) 57 e 58. São Paulo, 2011................................................. 77 Tabela 13 – Coeficiente de correlação e de significância do HCO3, BE, SvO2, pH, PvCO2, FR, TM, IR, CM, Apgar, temperatura (Temp), Pneumócitos tipo II (P. II), bronquíolo terminal (BRQ.T), saculo (SAC), subsaculo (SUBSAC), septos, alvéolos, coração, broncograma, pulmão, atelectasia. São Paulo, 2011.................... 82 LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS AL Alvéolo Apgar Escore de vitalidade Apgar BE Base excess BETA Termo Grupo betametasona de neonatos nascidos termo (63 dias de gestação BETA 57 Grupo betametasona de neonatos nascidos com 57 dias de gestação BR Bronquíolo respiratório °C Graus Celsius CEUA Comissão de Ética no Uso de Animais CM Coloração de mucosa cm 3 Centímetro cúbico CO2 Dióxido de Carbono CONT Termo Grupo controle de neonatos nascidos termo (63 dias de gestação) CONT 57 Grupo controle de neonatos nascidos com 57 dias de gestação CONT 55 Grupo controle de neonatos nascidos com 55 dias de gestação DP Desvio padrão FC Frequência cardíaca FR Frequência respiratória H+ Hidrogênio H2O Água HCO3 Bicarbonato HE Hematoxilina-eosina IM Intra-muscular IR Irritabilidade reflexa Kg Quilograma kV Kiliwatts LDH Laboratório de Dosagens Hormonais LH Hormônio luteinizante mEq/L Miliequivalente por litro mg Miligrama mL Mililitro mmHg Milímetros de mercúrio n Número µg Micrograma O2 Oxigênio PaCO2 Pressão arterial de dióxido de carbono PaO2 Pressão arterial de oxigênio PCO2 Pressão de dióxido de carbono PO2 Pressão de oxigênio PvCO2 Pressão venosa de dióxido de carbono PvO2 Pressão venosa de oxigênio TCO2 Dióxido de carbono total mRNA Ácido ribonucleico mensageiro RX Raio X SAC Saculo SEP Septo SNC Sistema nervoso central SRD Síndrome do Desconforto Respiratório SO2 Saturação de oxigênio SP-A Proteína A do surfactante SP-B Proteína B do surfactante SP-C Proteína C do surfactante SP-D Proteína D do surfactante SUBSAC Subsaculo PCNA Antígeno celular de proliferação nuclear Temp Temperatura TM Tônus muscular UTIs Unidades de Terapia Intensiva Vvbr Volume dos bronquíolos respiratórios Vvs Volume de sáculos Vvst Volume de sáculos terminais Vva Volume alveolar Vv Densidade Volumétrica LISTA DE SÍMBOLOS > Maior < Menor % Porcentagem ® Marca registrada SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO................................................................................................. 28 1.1 HIPÓTESE..................................................................................................... 30 2 REVISÃODE LITERATURA............................................................................. 32 2.1 DESENVOLVIMENTO DO APARELHO RESPIRATÓRIO............................ 32 2.2 COMPOSIÇÃO, FUNÇÃO E METABOLISMO DO SURFACTANTE PULMONAR........................................................................................................ 35 2.3 DISTÚRBIOS RESPIRATÓRIOS RELACIONADOS À PREMATURIDADE. 37 2.4 AVALIAÇÃO NEONATAL.............................................................................. 38 2.4.1 Exame clínico neonatal............................................................................ 38 2.4.1.1 Fisiologia neonatal...................................................................................39 2.4.2 Exames complementares......................................................................... 40 2.4.2.1 Avaliação radiográfica pulmonar............................................................. 40 2.4.2.2. Avaliação hemogasométrica venosa...................................................... 41 2.5 CORTICOTERAPIA PRÉ-NATAL.................................................................. 43 3 MATERIAIS E MÉTODOS............................................................................. 48 3.1 ANIMAIS E GRUPOS EXPERIMENTAIS...................................................... 48 3.2 DELINEAMENTO EXPERIMENTAL.............................................................. 49 3.2.1 Avaliação da Vitalidade Neonatal ........................................................... 51 3.2.2 Colheita e Análise das Amostras Sangüíneas para Hemogasometria 52 3.2.3 Avaliação Radiográfica Pulmonar........................................................... 52 3.2.4 Morfometria .............................................................................................. 53 3.2.4.1 Inclusões, fixação e coloração do material.............................................. 53 3.2.4.2 Morfometria pulmonar.............................................................................. 53 3.2.5 Imuno-histoquímica pulmonar................................................................ 54 3.2.5.1 Detecção da proteína SP-B .................................................................... 54 3.2.5.2 Detecção de proliferação celular (antígeno celular de proliferação nuclear - PCNA) .................................................................................................. 56 3.2.5.3 Detecção de citoqueratina no epitélio respiratório pulmonar................... 56 3.2.6 Coloração para microscopia de luz....................................................... 56 3.3 VALORES DE REFERÊNCIA ADOTADOS.................................................. 56 3.4 ANÁLISE ESTATÍSTICA............................................................................... 57 4 RESULTADOS................................................................................................. 61 4.1 EFEITOSDACORTICOTERAPIA PRÉ-NATAL COM BETAMETASONA 61 4.2 AVALIAÇÃO CLÍNICA NEONATAL............................................................... 61 4.3 HEMOGASOMETRIA VENOSA.................................................................... 66 4.4 MORFOMETRIA ........................................................................................... 70 4.5 IMUNO-HISTOQUÍMICA PULMONAR.......................................................... 71 4.6 COLORAÇÃO PARA MICROSCOPIA DE LUZ............................................. 75 4.7 AVALIAÇÃO RADIOGRÁFICA PULMONAR................................................. 76 4.6 TESTE DE CORRELAÇÃO........................................................................ 81 5 DISCUSSÃO.................................................................................................... 86 5.1 AVALIAÇÃO CLÍNICA NEONATAL (ESCORE APGAR E TEMPERATURA NEONATAL)....................................................................................................... 86 5.2 HEMOGASOMETRIA VENOSA.................................................................... 89 5.3 MORFOMETRIA PULMONAR...................................................................... 91 5.4 IMUNO-HISTOQUÍMICA PULMONAR.......................................................... 92 5.5 RADIOGRAFIA.............................................................................................. 93 6 CONCLUSÃO................................................................................................... 96 REFERÊNCIAS................................................................................................... 98 Introdução 28 Introdução __________________________________________________________________ 1 INTRODUÇÂO Em Medicina Veterinária, a neonatologia é definida como a ciência responsável pelo estudo atinente às duas primeiras semanas de vida dos recém- nascidos. Apresenta-se em gradual desenvolvimento, objetivando reduzir as taxas de mortalidade neonatal. Neste período, são necessárias significativas adaptações ao meio externo, acompanhadas pelo desenvolvimento de funções vitais não cumpridas durante a vida intra-uterina, como a respiração pulmonar em substituição à atividade placentária para efetiva troca gasosa. Portanto, o sucesso da adaptação imediata à vida extra-uterina depende essencialmente da adequada função pulmonar, incluindo a maturação morfológica, fisiológica e bioquímica do parênquima pulmonar. Os distúrbios respiratórios são os mais freqüentes em UTIs neonatais humanas, presentes em recém-nascidos pré-termos, termos e pós-termos. Dentre os problemas de origem pulmonar descritos em Medicina, a Síndrome do Desconforto Respiratório do Recém-nascido (SRD) é a de maior importância clínica e epidemiológica, sobrevindo em resposta à deficiência da produção de surfactante, cuja prevalência está intimamente relacionada à prematuridade neonatal (AVERY; FLECHER; MACDONALD, 1999). Dentre as funções do surfactante, destaca-se a diminuição da tensão superficial na interface ar-líquido pulmonar. Sua deficiência torna o recém-nascido inapto à vida extra-uterina (MIYOSHI; GUINSBURG; KOPELMAN, 1998). As primeiras descrições clínicas da Síndrome do Desconforto Respiratório Neonatal (SRD) foram publicadas na Europa, ainda no século XIX (PARMIGIANI; SOLARI, 2003). Porém, foi somente em 1959 que Avery e Mead relacionaram a ocorrência da SRD, antes definida como Doença da Membrana Hialina, à deficiência de uma substância tensoativa denominada “surfactante pulmonar”, capaz de diminuir a tensão superficial alveolar (AVERY; MEAD, 1959; AVERY, 2000). A maturação e crescimento do sistema respiratório fetal assinalam-se por eventos complexos e contínuos, os quais iniciam-se na vida intra-uterina e estendem-se ao período pós-natal (BOLT et al., 2001). Recentes observações sugerem que diversos fatores endócrinos, incluindo os glicocorticóides, apresentam importante papel na regulação do desenvolvimento pulmonar e transição para a vida 29 Introdução __________________________________________________________________ extra-uterina, especialmente em ovinos, roedores, primatas e no homem. Com o avanço do tempo gestacional, observa-se aumento da produção de cortisol fetal nas referidas espécies, associado à maior expressão do receptor de glicocorticóide no tecido pulmonar (BOLT et al., 2001). Em humanos, altas concentrações de cortisol na circulação fetal coincidem com importantes eventos que caracterizam a maturação estrutural e funcional pulmonar, tais como aumento na produção de proteínas e fosfolipídios formadores do surfactante, redução do duplo sistema capilar para uma única camada, diminuição de tecido intersticial e desbaste de septo alveolar facultando as trocas gasosas após o nascimento (BOLT et al., 2001). A utilização do corticosteróide pré-natal, objetivando induzir artificialmente a maturação pulmonar fetal, iniciou-se em 1972, após pesquisa pioneira de Graham Liggins e seu colaborador, o pediatra Ross Howie. Com tal conduta, evidenciaram significativa redução na incidência da SDR em neonatos pré-termos (PELTONIEMI et al., 2007). Estudos posteriores confirmaram tais achados e demonstraram marcante redução da morbi-mortalidade com a utilização da betametasona em neonatos pré-termos(BONNANO; WAPNER, 2009;). A corticoterapia antenatal é utilizada rotineiramente em Medicina e considerada um dos raros exemplos de terapia que permite diminuir custos e aumentar a sobrevivência neonatal (MURPHT, 2007). Resultados positivos com a utilização da corticoterapia materna no período pré-natal já foram descritos para mulheres com risco de parto prematuro (BOLT et al., 2001). Por outro lado, faltos são os estudos sistemáticos para a espécie canina ou as demais espécies animais, sendo tal abordagem terapêutica realizada de forma empírica. A corticoterapia pré-natal com o intuito de promover maturação pulmonar fetal é freqüentemente fundamentada em protocolos humanos. Em face do exposto, os objetivos do presente estudo são: 1) Avaliar o efeito da administração da betametasona pré-natal na função pulmonar de neonatos da espécie canina termos e pré-termos, tomando como base o sistema Apgar de avaliação de vitalidade neonatal. 2) Verificar as principais alterações pulmonares estruturais e funcionais em resposta à corticoterapia pré-natal por meio das avaliações histológicas e imunoistoquímica e análise hemogasométrica neonatal, respectivamente. 30 Introdução __________________________________________________________________ 3) Identificar e correlacionar os achados histológicos, imunoistoquímicos, radiográficos e do exame clínico do neonato submetido à corticoterapia pré-natal. 4) Propor um protocolo terapêutico objetivando maturação pulmonar e, conseqüente, melhora da função respiratória em neonatos pré-termos, contribuindo para a Perinatologia canina. 1.1 HIPÓTESE A utilização pré-natal de betametasona (Celestone Soluspan ® ), na dose única de 0,5 mg/kg de peso materno, exerce efeito na maturação estrutural e funcional do tecido pulmonar de neonatos caninos prematuros, nascidos aos 57 e 58 dias de gestação, com melhora na condição respiratória e clínica geral. 31 Revisão de Literatura 32 Revisão de Literatura __________________________________________________________________ 2 REVISÃO DE LITERATURA 2.1 DESENVOLVIMENTO DO APARELHO RESPIRATÓRIO O desenvolvimento do sistema respiratório fetal é um fenômeno complexo e contínuo, o qual inicia-se durante a gestação e perdura à vida extra-uterina. Tal processo é, cronologicamente, dividido em três períodos: embrionário, fetal e pós- natal (BOLT et al., 2001), apresentando singular progresso entre as espécies animais. Durante o estágio embrionário, os folhetos endoderma e mesoderma organizam-se para originar a estrutura pulmonar. As células que revestem o trato respiratório – vias aéreas condutoras e alvéolos – desenvolvem-se a partir do endoderma, enquanto o mesoderma esplâncnico dá origem à musculatura lisa, cartilagens, tecido conectivo e sistema vascular (MIYOSHI; GUINSBURG, 1998). Neste período, o início do processo de crescimento e desenvolvimento pulmonar dá-se pela formação do broto pulmonar na parede ventral do intestino primitivo (primórdio da faringe). No decorrer do desenvolvimento, observa-se a divisão do broto pulmonar em dois brotamentos brônquicos revestidos por epitélio colunar alto (MIYOSHI; GUINSBURG, 1998). Na fase fetal, o pulmão sofre mudanças constantes em sua forma, tamanho e composição, preparando-se para a funcionalidade extra-uterina. Com base no aspecto histológico predominante na área pulmonar, tal período subdivide-se em quatro estágios de desenvolvimento: pseudoglandular, canalicular, sacular e alveolar. Em humanos, as diferentes fases do desenvolvimento pulmonar estão bem caracterizadas (MIYOSHI; GUINSBURG, 1998). Em carnívoros, contudo, os dados são escassos, dispondo-se apenas de estimativas do estágio de desenvolvimento, conforme demonstrado na tabela 1. 33 Revisão de Literatura __________________________________________________________________ Tabela 1 - Estágios do desenvolvimento pulmonar (em dias) nas espécies animais domésticas - São Paulo – 2011 Estágio Ovinos Bovinos Suínos Eqüinos Carnívoros Embrionário <40 <50 <55 <50 - Pseudoglandular 40-90 50-120 50-80 50-190 >32 Canalicular 95-120 120-180 80-92 190-300 >47 Sacular 120-140 180-240 92-110 300+ >55 Alveolar >140 >240 >110 - Pós-natal Fonte: LATSHAW (1987). Na fase pseudoglandular do desenvolvimento pulmonar, há completa formação da via aérea condutora, até a formação dos bronquíolos terminais (AVERY; FLETCHER; MACDONALD, 1999). O interstício pulmonar torna-se abundante e a rede capilar é formada, porém, com baixo fluxo sanguíneo e distante do epitélio respiratório, inviabilizando a respiração (BANKS, 1992; MIYOSHI; GUINSBURG, 1998; AVERY; FLETCHER; MACDONALD, 1999). Os brônquios dividem-se em brônquios segmentares e, então, bronquíolos, os quais são desprovidos de elementos de apoio cartilaginosos e glândulas, sendo revestidos por células colunares ciliadas e musculatura lisa subepitelial, dispostas em espiral ou obliquamente. Os bronquíolos são as últimas seções do sistema condutor gasoso, não possuem alvéolos pulmonares em suas paredes, e dividem-se em bronquíolos terminais. Estes últimos são revestidos proximalmente por células cubóides ciliadas e distalmente por células não-ciliadas (BANKS, 1992). O estágio canalicular caracteriza-se pela grande proliferação dos capilares no interstício pulmonar e pelo início do desenvolvimento dos ácinos, unidade respiratória composta pelos bronquíolos respiratórios, ductos alveolares, sacos alveolares e alvéolos (AVERY; FLECHER; MACDONALD, 1999; MIYOSHI; GUINSBURG, 1998). Os bronquíolos respiratórios são revestidos distalmente por epitélio cubóide, achatado. São observados com pouca freqüência nos ruminantes e nos suínos, pouco desenvolvidos nos eqüinos e no homem, bem desenvolvidos nos carnívoros e ausentes no camundongo (BANKS, 1992). Ainda nesta fase, há diferenciação das células cubóides do epitélio respiratório ricas em glicogênio, 34 Revisão de Literatura __________________________________________________________________ adquirindo características de pneumócitos tipo II, com corpúsculos lamelares responsáveis pelo armazenamento do surfactante. Em seguida, ocorre o achatamento do epitélio acinar à custa da transformação das células do tipo II em pneumócitos tipo I. Durante este período, aumenta a atividade secretora das células epiteliais, dando início à formação do líquido pulmonar, canalizando as vias aéreas (MIYOSHI; GUINSBURG, 1998). Tais modificações estruturais transformam o pulmão em um órgão potencialmente viável para a realização das trocas gasosas (BONANNO; WAPNER, 2009). O estágio sacular de desenvolvimento é caracterizado pela grande expansão da área de troca gasosa ou respiratória do pulmão fetal (MIYOSHI; GUINSBURG, 1998). As vias aéreas terminais (bronquíolos respiratórios e ductos de transição) ramificam-se para formar uma estrutura cilíndrica constituída por uma parede lisa denominada sáculo (AVERY; FLECHER; MCDONALD, 1999). O sucessivo remodelamento sacular pode ser observado com o aparecimento de projeções laterais na sua parede (septos primários), transformando-os em septos secundários. Estes últimos dividem os sáculos em espaços menores denominados subsáculos.O surgimento de tais unidades amplia significativamente a superfície de trocas gasosas. Ademais, ocorre um adelgaçamento progressivo do epitélio, redução importante na quantidade de tecido intersticial e crescimento da rede capilar. Tais modificações intensificam as áreas de contato íntimo entre os capilares e a camada epitelial, aumentando a superfície de trocas gasosas (AVERY; FLECHER; MACDONALD, 1999). À medida que ocorre a expansão da barreira hematogasosa, aumenta a quantidade dos corpos lamelares no interior dos pneumócitos tipo II (MIYOSHI; GUINSBURG, 1998). No estágio alveolar de desenvolvimento, há grande aumento da superfície e volume pulmonar. O período exato para o início da alveolização é controverso, em virtude da dificuldade na distinção histológica entre sáculos e alvéolos (MIYOSHI; GUINSBURG, 1998). Entretanto, a presença alveolar no período gestacional pôde ser identificada em diferentes espécies, tais como o homem, bovinos, ovinos e suínos (LATSHAW, 1987). Para a espécie canina, pesquisas inferem que o início do desenvolvimento alveolar é pós-natal (LATSHAW, 1987; SIPRIANI et al., 2009). O desenvolvimento alveolar inicia-se com o alongamento e afilamento dos septos secundários em direção ao espaço aéreo. No início da alveolização, tanto o 35 Revisão de Literatura __________________________________________________________________ septo primário como secundário contêm em seu interior uma dupla rede de capilares, de tal forma que os vasos sanguíneos entram em contato com o epitélio respiratório somente em uma das suas paredes. À medida que a alveolização progride, observa-se mudança na estrutura do septo secundário, com transformação da dupla rede de capilares em uma única camada de vasos. Tal estruturação faz com que as duas paredes dos capilares entrem em aposição com o epitélio respiratório, viabilizando as efetivas trocas gasosas (MIYOSHI; GUINSBURG, 1998). Embora o estágio do desenvolvimento pulmonar ao nascimento seja variável entre as espécies animais, em mamíferos, o período pós-natal caracteriza-se pela grande expansão da superfície de trocas gasosas (MIYOSHI; GUINSBURG, 1998). No homem, ocorre às custas da alveolização, com 85% de sua formação sobrevindo no período pós-natal (MIYOSHI; GUINSBURG, 1998). O adequado desempenho da função respiratória ao nascimento provem, não apenas, do adequado desenvolvimento estrutural pulmonar, mas de múltiplos fatores, tais como a satisfatória síntese e secreção de surfactante (REBELLO, 1969). 2.2 COMPOSIÇÃO, FUNÇÃO E METABOLISMO DO SURFACTANTE PULMONAR A interação físico-química entre as moléculas de ar e água presentes no interior dos alvéolos resulta em força variável chamada de tensão superficial. Com a redução do diâmetro alveolar na fase expiratória, esta força aumenta de grandeza e tende a causar o colabamento alveolar (atelectasia) (REBELLO; DINIZ, 2000). Tanto os componentes lipídicos como protéicos são essenciais para que o surfactante, presente entre as camadas de ar e água no interior dos alvéolos, desempenhe sua principal função: reduzir a tensão na superfície alveolar prevenindo seu colapso ao final da expiração (CHAIWORAPONGSA et al., 2008). Muitos estudos referem-se às propriedades estruturais e físico-químicas da maior parte dos componentes do surfactante, o qual caracteriza-se por um complexo predominantemente lipídico-protéico secretado pelos pneumócitos do tipo II, semelhante entre várias espécies (PÉREZ-GIL, 2008). A porção lipídica representa cerca de 90% do surfactante em massa (REBELLO; DINIZ, 2000), sendo a 36 Revisão de Literatura __________________________________________________________________ fosfatidilcolina (lecitina) seu principal componente (76,6%) e representante lipídico. Dentre os demais lípides, o mais abundante é o fosfatidilglicerol (9,9%), seguido da fosfatidiletanolamina (3%) e esfingomielina (2,3%). A massa total do surfactante perfaz-se por cerca de 10% de proteínas denominadas de proteína A (SP-A), proteína B (SP-B), proteína C (SP-C) e proteína D (SP-D) (MIYOSHI; GUINSBURG, 1998; REBELLO; DINIZ, 2000). Em cães, a composição do surfactante pode apresentar variações significativas em razão da idade materna. Clercx et al. (1985) demonstraram haver significativo aumento na concentração da fosfatidilcolina e diminuição nas concentrações de fosfatidilserina e esfingomielina em cadelas gestantes com idade mas avançada, quando comparadas às mais jovens da mesma raça. A proteína hidrofóbica SP-B é considerada o componente protéico crítico para adequada formação e função do surfactante (SCHÜRCH, 2010). Além de sua importância na organização e estabilidade do filme alveolar, favorecendo a redução da tensão superficial intra-alveolar (SUZUKI; FUJITA; KOGISHI, 1989), atua modulando a captação, pelo pneumócito tipo II, de vesículas de surfactante presentes na luz alveolar (RICE, 1989). A combinação de SP-B com os fosfolípides do surfactante mimetiza a maioria das propriedades biofísicas fisiológicas in vivo (NOGEE, 1993). A deficiência da proteína SP-B, por ausência congênita ou inativação por auto-anticorpos, resulta em falha respiratória letal ao nascimento (NOGEE, 1993). Os processos de síntese, reciclagem e catabolismo do surfactante são realizados nos pneumócitos tipo II (REBELLO; DINIZ, 2000). Os fosfolípides e as proteínas SP-B e SP-C são sintetizados no retículo endoplasmático rugoso e, posteriormente, armazenados nos corpos lamelares (REBELLO, 2002). As proteínas hidrofílicas SP-A e SP-D, também sintetizadas no reticulo endoplasmático rugoso, são, provavelmente, adicionadas aos corpos lamelares após sua formação (REBELLO; DINIZ, 2000). Por meio da exocitose dos corpos lamelares, o surfactante é secretado para as vias aéreas, local de organização das moléculas de gordura (com auxílio das proteínas), para formar a monocamada que reveste a superfície alveolar, conhecida como mielina tubular (REBELLO, 2002). Com as sucessivas compressões e descompressões do filme de surfactante, em decorrência do ciclo respiratório normal, partes desta mielina desprendem-se na forma de pequenas 37 Revisão de Literatura __________________________________________________________________ vesículas e são reabsorvidas para o interior do pneumócito tipo II. Neste, uma pequena parte é catabolizada, enquanto a maior parte é reabsorvida e misturada aos corpos lamelares, reorganizando-se num processo de reciclagem, permitindo uma meia-vida da fosfatidilcolina bastante longa (REBELLO; DINIZ, 2000). 2.3 DISTÚRBIOS RESPIRATÓRIOS RELACIONADOS À PREMATURIDADE Em Medicina, a prematuridade é a principal causa de morbi-mortalidade neonatal, sendo responsável por 75% das mortes, ao passo que a morbidade está diretamente relacionada aos distúrbios respiratórios, complicações infecciosas e neurológicas (RADES et al., 2004). Entre as múltiplas complicações da prematuridade, a Síndrome do Desconforto Respiratório (SRD), relacionada à imaturidade estrutural e inadequada produção de surfactante, constitui a afecção de maior gravidade em Medicina (HERMANSEN; LORAH, 2007). A produção insuficiente de surfactante pulmonar resulta em aumento da tensão superficial e força de retração elástica, levando à instabilidade e formação de áreas de atelectasia. À medida que tal processo evolui, observa-se diminuição da complacência pulmonar, capacidade residual funcional (GRIESE, 1999) e da relação ventilação/perfusão, acarretando em hipoxemia, hipercapnia e acidose (PARANKA, 1999). O quadroclínico da SRD caracteriza-se por insuficiência respiratória ao nascimento, combinada à fase de taquipnéia, retração intercostal ou subcostal, ruídos expiratórios e cianose (BITTAR, 2002). Em Medicina Veterinária, os distúrbios respiratórios, dentre eles a SDR, são freqüentes e responsáveis por altas taxas de mortalidade neonatal. Em potros, os principais sinais clínicos reportados são: aumento da freqüência e esforço respiratórios, hipoxemia, hipercapnia e acidose respiratória (LAMB; O’CALLAGHAN; PARADIS, 1990). Em bezerros, os principais achados são dispnéia expiratória com evidente retração dos dois últimos pares de costela e agravamento progressivo nas 60 horas seguintes, culminando em óbito (EIGENMANN et al., 1984). Para a espécie canina, não há relatos desta afecção no período neonatal. 38 Revisão de Literatura __________________________________________________________________ 2.4 AVALIAÇÃO NEONATAL Os cuidados intensivos em Neonatologia Veterinária continuam figurando como expressivos desafios. Não há condutas de avaliação neonatal estabelecidas e procedimentos médicos de eleição para a propedêutica dos neonatos das distintas espécies animais. Em literatura especializada, constam procedimentos pontuais, abordados a seguir. 2.4.1. Exame clínico neonatal Em Medicina, a avaliação da vitalidade neonatal ao nascimento é, rotineiramente, desempenhada por meio do escore Apgar, o qual avalia as principais funções vitais do neonato já nos primeiros minutos de vida. Tal método é considerado efetivo para o acesso das condições gerais neonatais e, em certo grau, da viabilidade do recém-nascido imediatamente após o nascimento. Permite, ainda, avaliar a eficácia de manobras de ressuscitação e a identificação de adequada conduta preventiva e corretiva (FINSTER; WOOD, 2005). Entretanto, Yeomans et al. (1985) afirmam que o escore Apgar pode auxiliar na diferenciação de neonatos hígidos e severamente comprometidos, porém não apresenta sensibilidade suficiente para diferenciação do comprometimento neonatal menos evidente. Em Medicina, a avaliação Apgar é geralmente desempenhada entre 1 e 5 minutos após o nascimento e, posteriormente, repetida para neonatos de baixo escore. Em humanos, o escore inferior a 3 é usualmente considerado critico, de 4 a 6, baixo e normal quando maior que 7 (VERONESI et al., 2009). Por tratar-se de uma prática eficaz na identificação da condição clínica neonatal, o escore Apgar foi adaptado à Medicina Veterinária de acordo com a fisiologia de cada espécie, sendo utilizado para potros, bezerros, leitões (VERONESI et al., 2009) e cães (SILVA et al., 2008; VERONESI et al., 2009). Para a espécie canina, são avaliadas a freqüência cardíaca, freqüência respiratória, irritabilidade 39 Revisão de Literatura __________________________________________________________________ reflexa, mobilidade ou tônus muscular e coloração de mucosas aparentes. Ainda, considera-se valor ideal de escore Apgar ao nascimento entre 7 e 10 (SILVA et al., 2008; VERONESI et al., 2009). Notas entre 6 e 4 são avaliadas como moderada angústia e entre 3 e 0, angústia severa (VERONESI et al., 2009). 2.4.1.1 Fisiologia neonatal Os mecanismos controladores da atividade respiratória neonatal mostram-se desenvolvidos já antes do parto, entretanto, requerem maturação no período pós- natal (GRUNDY, 2006). O neonato é suscetível à relativa hipoxemia por diferentes fatores, tais como: imaturidade dos quimioreceptores carotídeos; discreta capacidade de expansão pulmonar, podendo ser resultante da produção inadequada de surfactante; obstrução de vias aéreas; constituição mais flexível da parede torácica; menor diâmetro e rigidez das vias aéreas traqueobrônquicas e elevado requerimento metabólico de O2 (GRUNDY, 2006; MEYER, 2007; RICKARD, 2010). Os neonatos caninos apresentam depressão do centro respiratório frente à elevação e queda dos níveis de CO2 e O2 sanguíneos, respectivamente (MEYER, 1987). A resposta à hipoxemia é caracterizada por taquipnéia transitória com padrão ventilatório superficial, seguida de bradipnéia, inspiração entrecortada e apnéia (MEYER, 2007). Em comparação aos adultos, os neonatos caninos apresentam baixa pressão arterial sistólica, baixo volume sanguíneo e resistência vascular periférica. Deste modo, para que a perfusão sanguínea periférica seja ideal é necessário manter a freqüência e débito cardíacos elevados, assim como o volume plasmático e a pressão venosa central (RICKARD, 2010). A termorregulação é deficitária em neonatos caninos, em resposta a sua inabilidade em promover reflexos de tremor e vasoconstrição em situação de baixa temperatura (RICKARD, 2010). Ainda, possuem escasso tecido adiposo subcutâneo, superfície corpórea relativamente extensa e imaturidade hipotalâmica. As respostas fisiológicas à hipotermia incluem bradicardia, falência cardiovascular, injúria cerebral e parada gastrointestinal (JOHNSTON; KUSTRITZ; OLSON, 2001). Após o nascimento, os neonatos caninos apresentam gradual queda da temperatura 40 Revisão de Literatura __________________________________________________________________ corpórea. Neste período, temperaturas inferiores a 34,4ºC são consideradas hipotermia, com temperatura ideal variando de 34,4ºC a 36ºC na primeira semana de vida (MOON, MASSAT, PASCOE, 2011). 2.4.2 Exames complementares A expressão clínica das disfunções pulmonares são variáveis e muitas vezes inespecíficas, dificultando o esclarecimento da possível etiologia. Deste modo, faz- se necessário a solicitação de exames subsidiários para tal esclarecimento. 2.4.2.1 Avaliação radiográfica pulmonar A avaliação radiográfica dos pulmões é fundamental para o diagnóstico diferencial das diversas afecções pulmonares e, freqüentemente, utilizadas em UTIs neonatais humanas (MIYOSHI; GUINSBURG, 1998). Em Medicina Veterinária, a avaliação radiográfica dos pulmões de neonatos caninos, com o intuito de estabelecer o diagnóstico diferencial das afecções pulmonares, não é freqüentemente solicitada, o que limita a escolha da conduta terapêutica a ser instituída. As imagens radiográficas do tórax de filhotes caninos demonstram aumento de opacidade intersticial generalizada, por haver baixo volume de ar alveolar. Por este motivo, sugere-se que a imagem radiográfica torácica seja utilizada como ferramenta diagnóstica adjuvante (SILVA et al., 2008). Já o aspecto radiológico da SDR em humanos mostra infiltrado reticulogranular difuso, referente à representação radiológica das vias aéreas distais atelectasiadas, broncogramas aéreos superpostos e aumento de líquido pulmonar, em intensidades variáveis (MIYOSHI; GUINSBURG, 1998; BITTAR, 2000). 41 Revisão de Literatura __________________________________________________________________ 2.4.2.2 Avaliação hemogasométrica venosa Em Medicina, a determinação de valores hemogasométricos tornou-se importante avaliação das condições cardiopulmonares, ácido-básicas e perfusão tecidual, contribuindo para o diagnóstico diferencial de afecções neonatais com origens distintas (DAY, 2002). A avaliação dos gases do sangue arterial fornece importantes informações vinculadas às variáveis pulmonares. A avaliação da pressão arterial de dióxido de carbono (PaCO2) repercute condições ventilatórias, enquanto a oxigenação está relacionada à pressão arterial de oxigênio (PaO2).Porém, quando a colheita do sangue arterial é inacessível, o sangue venoso pode ser obtido da veia jugular e, ainda, oferecer importantes informações quanto ao equilíbrio ácido-básico, oxigenação cerebral e perfusão tecidual (DAY, 2002), tornando-se importante avaliação para pacientes sob tratamento intensivo em Medicina Veterinária. A interpretação de valores hemogasométricos consiste inicialmente na avaliação do pH, seguida da análise dos valores da pressão de dióxido de carbono (PCO2), pressão de oxigênio (PO2), base excess (BE), bicarbonato (HCO3 - ) e dióxido de carbono total (TCO2), respectivamente, com o intuito de identificar alterações de origem respiratória, metabólica ou mista (ROBERTSON, 1989). Para a sustentação do pH sanguíneo e intra-celular em limites compatíveis com os processos vitais, o organismo utiliza uma série de mecanismos bioquímicos, tais como: sistema de tampão químico, alteração dos equilíbrios respiratórios e renal (GUYTON; HALL, 2002). A primeira defesa contra alterações no pH é o sistema tampão. A quantidade total de bases no sangue, incluindo bicarbonato e hemoglobina, constitui o componente metabólico que determina o pH sanguíneo (HOUPT, 1996). A ação do bicarbonato na acidose baseia-se na reação de Henderson-Hassembalch, ou seja, quando há maiores concentrações de H + , este liga-se ao HCO3 - e desvia a reação para a formação de H2O e CO2, sendo este último composto eliminado pela respiração (HARPER, 1977; LEHNINGER, 1986; GUYTON; HALL, 2002). O mecanismo respiratório para compensação do desequilíbrio ácido-básico baseia-se na eliminação de CO2 na mesma proporção de sua produção tecidual, por meio do aumento da freqüência respiratória. A eliminação 42 Revisão de Literatura __________________________________________________________________ de CO2 favorece a diminuição das concentrações de H + sanguíneo (HARPER, 1977; HOUPT, 1996). Os valores aumentados de PCO2 (hipercapnia) resultam em aumento compensatório na concentração do íon bicarbonato na maioria dos neonatos (DAY, 2002). O aumento ou diminuição anormal da PCO2, provocados por alterações respiratórias, são denominados, respectivamente, por acidose e alcalose respiratória (HOUMPT, 1996). As principais causas de acidose respiratória em Medicina Veterinária incluem qualquer alteração respiratória crônica ou aguda, doenças neurológicas, fármacos e doenças pleurais. O sistema nervoso simpático é sempre estimulado pela hipercapnia, predispondo os pacientes às arritmias. O aumento da PCO2 leva à vasodilatação, com sinais de mucosa congesta, e pode resultar em hipotensão. A hipercapnia e hipoxemia concomitantemente devem ser agressivamente tratadas com ventilação mecânica (DAY, 2002). Tanto o sistema tampão quanto a alteração da freqüência respiratória são mecanismos rápidos, que promovem alterações sanguíneas em minutos. O mecanismo de compensação renal baseia-se na reabsorção de bicarbonato e eliminação de íons de H + com efeitos perceptíveis após 1 ou 2 horas (HOUMPT, 1996). Quando em baixas concentrações, a pressão venosa de oxigênio (PvO2) oferece evidência de máxima utilização tecidual, enquanto valores elevados podem indicar baixa perfusão tecidual. Os valores de PvO2 abaixo de 27 mmHg indicam a presença de metabolismo anaeróbico com produção de ácido lático. Em cães com função pulmonar adequada e perfusão tecidual deficitária, é possível identificar valores normais ou aumentados de PaO2 e comprometidos de PvO2 (DAY, 2002). O base excess (BE) refere-se ao número de miliequivalentes de um ácido ou base necessário para manter um litro de sangue com pH de 7,4 a 37°C e PCO2 constante em 40 mmHg (RUSSEL; HANSEN; STEVENS, 1996). Tanto no sangue arterial como venoso, os valores de bicarbonato (HCO3 - ) e base excess (BE) são semelhantes (DAY, 2002). A saturação de oxigênio (SO2) é um valor derivado do estado de saturação das hemácias pelo oxigênio, o qual depende de muitos fatores, tais como PaO2, inabilidade das hemoglobinas em transportar O2 (metahemoglobina, carboxihemoglobina, sulfahemoglobina) e pH sanguíneo (DAY, 2002). 43 Revisão de Literatura __________________________________________________________________ Os neonatos caninos termo, nascidos por cesariana, apresentam hipóxia ao nascimento, permanecendo com baixos valores de PvO2 e SvO2 aos 60 minutos de vida. Infere-se que a causa para tal quadro seja o efeito depressor dos agentes farmacológicos utilizados na anestesia materna (SILVA et al., 2008). Quando em hipóxia, os neonatos da espécie canina desenvolvem rápida acidose metabólica, inclusive do sistema nervoso central (SNC). Porém, após recuperação dos baixos níveis de oxigênio, ocorre rápida correção do desbalanço, possivelmente por atividade de bases tamponadas presentes nos fluídos extra e intracelular e pelo metabolismo de ácidos orgânicos, como o lactato (NATTIE; EDWARDS, 1988). 2.5 CORTICOTERAPIA PRÉ-NATAL O principal objetivo da Medicina Perinatal é diminuir a morbidade e mortalidade neonatal. Com tal esforço, atualmente, uma das mais importantes intervenções refere-se à utilização pré-natal de corticosteróides para gestantes com risco de parto prematuro (BONANNO; WAPNER, 2009). Em 1994, tal prática foi aceita pelo Instituto Nacional de Saúde, o qual estabeleceu que o uso pré-natal de corticosteróides, para gestantes entre a 24ª e 32ª semana de gestação, é efetivo na redução da mortalidade relacionada à prematuridade, sem riscos neonatais a longo e curto prazo, reverberando em aceitação por diferentes países (BONANNO; WAPNER, 2009). Nos dias que antecedem o parto, observa-se aumento fisiológico nas concentrações plasmáticas de corticosteróides endógenos, importante para o processo final de maturação pulmonar, refletindo em insatisfatório desenvolvimento pulmonar em neonatos prematuros (BONANNO; WAPNER, 2009). A betametasona é utilizada em Perinatologia como fármaco de eleição para promover melhora da função pulmonar neonatal. Em conformidade com o trabalho pioneiro de Liguins e Howie (1972), a preparação de betametasona (Celestone Chronodose, Celestone Soluspan®) consiste em partes iguais de fosfato dissódico de betametasona, o qual é solúvel e rapidamente absorvido pelos tecidos após a administração, e acetato de betametasona, o qual atua como depósito a partir do 44 Revisão de Literatura __________________________________________________________________ qual a betametasona é lentamente absorvida (MOSS et al., 2003). Após administração, a circulação materna atua como reservatório a partir do qual a passagem trans-placentária de betametasona é gradual, com pico de concentração fetal após 1 a 4 horas da administração e meia vida de 12 horas em fetos humanos (MOSS et al., 2003). Os efeitos favoráveis do tratamento pré-natal com corticosteróides na redução da SRD e hemorragia intraventricular, em neonatos pré-termos, são bem descritos. Entretanto, resultados conflitantes quanto ao período de ação e efeitos deletérios associados a múltiplas aplicações culminam em divergências quanto à melhor dosagem e intervalo de administração (VERMILLION; SOPER; NEWMAN, 2001). Em Medicina, recomenda-se a utilização de ciclo único, referente a duas aplicações de 12 mg de betametasona com intervalo de 24 horas (MOSS et al., 2003). Em dose única, também foi possível identificar maturação pulmonar em neonatos ovinos (LOEHLE et al., 2010). Tornou-se evidente em ovinos, homem e coelhos que a restrição no crescimento fetal está associada ao longo período (fetalou materno) de exposição a doses repetidas de betamentasona (WILLET et al., 2001; MOSS et al., 2003). Em estudo realizado por Polglase et al. (2007), comprovou-se a melhora na função pulmonar com a betametasona antenatal na dose de 0,5 mg/Kg, via intra amniótica, resultados semelhantes à via de administração intra muscular. Em ovinos pré-termos, a corticoterapia materna em dose única promove efeitos benéficos adicionais à maturação pulmonar. Porém, o tratamento repetido está associado ao retardo de crescimento, perda de peso fetal ao nascimento (IKEGAMY et al., 1997; WILLET et al., 2001) e prejuízo à septação pulmonar (WILLET et al., 2001). Estudos remetem à melhora nas características estruturais pulmonares quando a intervenção medicamentosa é cumprida com intervalo mínimo de 24 horas antes do nascimento (LIGGINS; HOWIE, 1972; WILLET et al., 2001), com redução de complicações relacionadas à prematuridade quando em intervalos inferiores (REBELLO et al., 1997). A melhora da função pulmonar reflexa ao uso pré-natal de glicocorticóides resulta de alterações tanto estruturais como funcionais pulmonares. Durante a gestação, receptores citoplasmáticos de glicocorticóide são expressos em diferentes órgãos e sistemas. A ligação dos glicocorticóides às células do parênquima 45 Revisão de Literatura __________________________________________________________________ pulmonar estimula a produção de proteínas e fosfolipídeos do surfactante, induz maturação e diferenciação celular, mudanças nos componentes dos tecidos intersticiais e regulação do metabolismo de fluídos pulmonares (BOLT et al., 2001). Apesar de resultados conflitantes, estudos relatam aumento na síntese de surfactante endógeno após tratamento com betametasona e dexametasona. Gilbert et al. (2001) demonstraram, por avaliação imunoistoquímica de lobos pulmonares de primatas submetidos a administração intra-amniótica de betametasona, aumento na produção da proteína SP-A do surfactante. Após sua utilização em ovelhas, observou-se aumento neonatal do mRNA para as proteínas SP-A, B, D e elastina (LOEHLE et al., 2010). O tratamento com corticosteróide também estimula o desenvolvimento estrutural pulmonar, por diminuição da espessura da parede alveolar, aproximando os vasos da luz alveolar (BONANNO; WAPNER, 2009), maior ramificação das vias aéreas, aumento do número de glândulas e achatamento das células epiteliais, com o conseqüente aumento de volume do espaço aéreo potencial (REBELLO, 1969). Em ratos, a exposição pré-natal a corticosteróides favoreceu a transição da rede dupla de capilares para uma única na parede alveolar (REBELLO et al., 1997). O edema pulmonar neonatal, normalmente associado à prematuridade, sobrevém da alterada permeabilidade da microvascularização às proteínas plasmáticas, desencadeando graves quadros respiratórios e inativação do surfactante pelas proteínas do edema pulmonar. O tratamento materno com corticosteróide diminui de maneira significativa a alta permeabilidade endotelial, mesmo com intervalos entre o tratamento materno e o nascimento inferiores a 8 horas (REBELLO; IKEGAMI, 1997). Também é possível observar, a partir de 14 horas de exposição aos corticosteróides, aumento da relação entre as concentrações de colágeno e elastina no parênquima pulmonar, favorecendo sua maior complacência (REBELLO, 1969). Os corticosteróides antenatais possuem efeito em diferentes órgãos e sistemas neonatais. No sistema nervoso central, atuam por meio de receptores intracelulares, regulando a neurogênese e morte celular. Recentemente, estudos relacionam múltiplos cursos de corticosteróides à diminuição da área de superfície cerebral resultante da inabilidade de neurodesenvolvimento (SIZONENKO et al., 2006). Em primatas gestantes, a administração de betametasona resultou em 46 Revisão de Literatura __________________________________________________________________ aumento na pressão sanguínea e diminuição de importantes proteínas neuronais no cérebro fetal (LOEHLE et al., 2010). A corticoterapia antenatal é rotineiramente utilizada na clínica médica para induzir a maturação pulmonar, reduzindo significativamente a incidência de mortalidade entre os pré-termos (POLGLASE et al., 2007). Por outro lado, em Medicina Veterinária, pesquisas relacionadas à influência desta conduta terapêutica para indução da maturação pulmonar são escassas, porém fundamentais para o emprego sistemático desta terapia como rotina médica. 47 Materiais e Métodos 48 Materiais e Métodos __________________________________________________________________ 3 MATERIAIS E MÉTODOS O presente projeto foi conduzido utilizando-se de 6 fêmeas da espécie canina, com idade reprodutiva entre 1 e 6 anos, sem discriminação em relação à raça e clinicamente saudáveis. As condições experimentais obedeceram às normas éticas de utilização de animais em experimentos, adotadas pela Comissão de Ética no Uso de Animais (CEUA) da Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia da Universidade de São Paulo. 3.1 ANIMAIS E GRUPOS EXPERIMENTAIS Ao longo do presente trabalho, 25 neonatos foram utilizados e alocados nos respectivos grupos experimentais: GRUPO CONTROLE (CONT): neonatos oriundos de fêmeas não submetidas à corticoterapia pré-natal (n=15), porém às quais foi administrada solução fisiológica a 0,9% em volume correspondente à posologia da betametasona. De acordo com a idade gestacional no momento da cesariana, o grupo controle foi, ainda, subdividido em: - CONT Termo: neonatos nascidos aos 63 dias de gestação (n=5); - CONT 57: neonatos pré-termos nascidos aos 57 dias de gestação (n=5); - CONT 55: neonatos pré-termos nascidos aos 55 dias de gestação (n=5). GRUPO BETAMETASONA (BETA): neonatos oriundos de fêmeas submetidas à corticoterapia pré-natal aos 55 dias de gestação (n=10) com uso de betametasona (Celestone Soluspan ® , Mantecorp), em dose única de 0,5 mg/Kg de peso materno, por via de aplicação intra muscular (IM). O grupo betametasona foi, ainda, subdividido de acordo com a idade gestacional no momento da cesariana em: - BETA Termo: neonatos nascidos aos 63 dias de gestação (n=5) - BETA 57: neonatos pré-termos nascidos aos 57 dias de gestação (n=5) 49 Materiais e Métodos __________________________________________________________________ 3.2 DELINEAMENTO EXPERIMENTAL Para acurada determinação da idade gestacional, as fêmeas foram submetidas ao acompanhamento reprodutivo, seguido de protocolo de inseminação artificial, para o qual um único macho foi utilizado. O acompanhamento reprodutivo foi realizado por meio da observação dos sinais de cio, exame colpocitológico, vaginoscopia e dosagem hormonal. As fêmeas foram avaliadas semanalmente por meio de exame colpocitológico, bem como por inspeção diária do edema vulvar e secreção vaginal serosangüínea, indicando início do proestro. Após reconhecimento de tal período, as cadelas foram monitoradas diariamente com a utilização de exame colpocitólogico até a identificação do primeiro dia do diestro. A avaliação por vaginoscopia foi desempenhada em dias alternados, do início do proestro até
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