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ii Shirley Moreira Burburan AVALIAÇÃO DOS EFEITOS PULMONARES DOS ANESTÉSICOS INALATÓRIOS EM UM MODELO MURINO DE ASMA ALÉRGICA CRÔNICA Tese de Doutorado apresentada ao Programa de Pós-graduação em Clínica Médica da Faculdade de Medicina da Universidade Federal do Rio de Janeiro Orientador: Patricia Rieken Macêdo Rocco Rio de Janeiro 2013

Avaliação dos Efeitos Pulmonares dos Anestésicos Inalatórios em um Modelo Murino de Asma Alérgica Crônica

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Shirley Moreira Burburan AVALIAÇÃO DOS EFEITOS PULMONARES DOS ANESTÉSICOS INALATÓRIOS EM UM MODELO MURINO DE ASMA ALÉRGICA CRÔNICA Tese de Doutorado apresentada ao Programa de Pós-graduação em Clínica Médica da Faculdade de Medicina da Universidade Federal do Rio de Janeiro

Orientador: Patricia Rieken Macêdo Rocco

Rio de Janeiro

2013

ii

Burburan, Shirley Moreira.

Avaliação dos efeitos pulmonares dos anestésicos inalatórios em um modelo murino de asma alérgica crônica / Shirley Moreira Burburan. Rio de Janeiro: UFRJ / Faculdade de Medicina, 2013.

xvi,111f. ; 31 cm.

Orientadora: Patrícia Rieken Macêdo Rocco

Tese (Doutorado) – Universidade Federal do Rio de Janeiro, Faculdade de Medicina, Programa de Pós-Graduação em Clínica Médica, 2013.

Referências bibliográficas: f.62 – 78.

1. Anestésicos Inalatórios. 2. Éteres Metílicos. 3. Asma Fisiopatologia. 4. Mecânica Respiratória. 5. Resistência das Vias Respiratórias. 6. Complacência Pulmonar. 7. Biologia Molecular. 8. Estresse Oxidativo. 9. Epidemiologia Experimental. 10. Modelos Animais de Doenças. 11. Camundongos. 12. Clínica Médica - Tese. I. Rocco, Patrícia Rieken Macêdo. II. Universidade Federal do Rio de Janeiro, Faculdade de Medicina, Pós-Graduação em Clínica Médica. III. Título.

iii

Shirley Moreira Burburan

AVALIAÇÃO DOS EFEITOS PULMONARES DOS ANESTÉSICOS INALATÓRIOS EM UM MODELO MURINO

DE ASMA ALÉRGICA CRÔNICA

Rio de Janeiro, 20 de janeiro de 2013. _____________________________________________________________________ Patricia Rieken Macêdo Rocco, Ph.D - Orientadora Profa. Titular, IBCCFº, UFRJ _____________________________________________________________________ Marcus Conde, Ph.D Prof. Associado, Faculdade de Medicina, UFRJ _____________________________________________________________________ José Rodolfo Rocco, Ph.D Prof. Associado, Faculdade de Medicina, UFRJ _____________________________________________________________________ Wagner Baetas, Ph.D Prof. Adjunto, IBCCFº, UFRJ _____________________________________________________________________ Patrícia Machado Rodrigues e Silva Martins, Ph.D Pesquisadora Titular, FIOCRUZ _____________________________________________________________________ Lea Mirian Barbosa da Fonseca, Ph.D – Suplente Interno Prof. Titular, Faculdade de Medicina, UFRJ _____________________________________________________________________ Pedro Leme Silva, Ph.D – Suplente Externo Prof. Adjunto, IBCCFº, UFRJ

iv

O presente trabalho foi realizado no Laboratório de Investigação Pulmonar do

Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho da Universidade Federal do Rio de Janeiro,

na vigência de auxílios concedidos pela Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo à

Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro (FAPERJ), pelo Conselho Nacional de

Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), pela Coordenação de

Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) e pelo Instituto Nacional de

Ciência e Tecnologia de Fármacos e Medicamentos (INCT-INOFAR).

v

Dedico este trabalho a algumas pessoas cuja participação

na minha vida me conduziram até aqui.

À minha professora do ensino fundamental, Sonia Maria

Zuchelli Gomes, que guiou meus primeiros passos no

caminho do saber e me ensinou que aprender coisas novas

é uma fonte inesgotável de alegrias e uma

enorme riqueza para o espírito.

Ao meu pai, João Dias Moreira, que foi sempre exemplo e

estímulo para que eu buscasse novos horizontes e

realizações pessoais e profissionais.

A Jamisson Melo, meu amor, parceiro de todos os sonhos,

que me motiva a tentar ser uma pessoa

melhor todos os dias.

vi

AGRADECIMENTOS

Desejo expressar a minha mais profunda gratidão a todos aqueles que

contribuíram direta ou indiretamente na elaboração deste trabalho e que foram

fundamentais para o desenvolvimento do mesmo. Destaco aqui, em especial, a

participação de algumas destas pessoas:

a) à Profa.. Dra. Patricia Rieken Macêdo Rocco, minha orientadora e querida amiga

desta e de outras vidas, que é um ser humano iluminado e o mais perfeito exemplo

de profissionalismo que conheço, e que me guiou pelos caminhos da teoria, da

técnica e da pesquisa. Meus profundos e sinceros agradecimentos por ter me

incentivado a crescer como pessoa e como profissional, mesmo nos momentos em

que duvidei que conseguiria;

b) à Profa. Dra. Letícia Maria Furlanetto, minha grande amiga de longa data, experiente

pesquisadora e revisora de publicações científicas, pelo seu suporte de todas as

horas e suas inestimáveis sugestões na elaboração e publicação deste trabalho;

c) aos colegas e parceiros do Laboratório de Investigação Pulmonar, Johnatas Dutra

Silva, Soraia Carvalho Abreu, Cynthia Santos Samary, Isabela Henriques Lucas

Guimarães, Debora Gonçalves Xisto e Marcelo Marcos Morales, que constituem

uma equipe internacionalmente reconhecida por sua excelência. Seu esmero e a

capacidade ímpar de superar obstáculos e dificuldades técnicas, que surgiram no

decorrer do estudo, foram cruciais para que pudéssemos viabilizar o presente estudo;

d) ao Sr. André Benedito da Silva, técnico do Laboratório de Investigação Pulmonar,

pelo seu zelo no cuidado com os animais envolvidos na nossa pesquisa;

vii

RESUMO

BURBURAN, Shirley Moreira. Avaliação dos efeitos pulmonares dos anestésicos

inalatórios em um modelo murino de asma alérgica crônica. Tese (Doutorado em

Clínica Médica) - Faculdade de Medicina da Universidade Federal do Rio de Janeiro,

Rio de Janeiro, 2013.

O papel protetor dos anestésicos voláteis na síndrome do desconforto respiratório

aguda vem sendo intensamente estudado, entretanto, até o presente, nenhum estudo

avaliou seus efeitos imunomodulatórios na asma. O presente estudo analisou os

efeitos dos anestésicos isoflurano, halotano e sevoflurano sobre os aspectos

morfofuncionais pulmonares, bem como sobre o processo inflamatório e o estresse

oxidativo na asma alérgica experimental. Para tal, 56 camundongos BALB/c foram

sensibilizados e desafiados com ovalbumina e anestesiados com isoflurano (ISO), o

halotano (HALO), sevoflurano (SEVO) ou pentobarbital sódico (CTRL) durante 60

minutos. Foram avaliadas a resistência das vias aéreas, a elastância estática do

pulmão e a morfometria pulmonares. Além disso, quantificou-se a expressão de

mediadores envolvidos na inflamação [fator de necrose tumoral (TNF)-α], fibrogênese

[fator transformador do crescimento (TGF)-β], angiogênese [fator de crescimento

vascular endotelial (VEGF)] e também no processo oxidativo [fator nuclear eritróide 2

relacionado ao fator 2 (Nrf2), Sirtuína (Sirt)-1, catalase e glutationa peroxidase (GPx)].

ISO, HALO e SEVO reduziram a resistência das vias aéreas (-37%, -35% e -52%), a

elastância estática do pulmão (-16%, -19% e -22%) e a fração de alvéolos colapsados

(-25%, -48% e -57%) em relação ao CTRL (p < 0,001). SEVO diminuiu também a

broncoconstrição (-22%), a infiltração de células polimorfonucleares (-39%) e a

expressão de TNF-α (-71%), TGF-β (-63%), VEGF (-50%), Sirt-1 (-80%), catalase (-

76%) e GPx (-69%) e aumentou significativamente o Nrf2 (+579%). A anestesia com

sevoflurano melhorou a função pulmonar e a fração de área de alvéolos colapsados,

reduziu processo inflamatório e minimizou o stress oxidativo no presente modelo

murino de asma.

viii

Palavras-chave: ANESTÉSICOS INALATÓRIOS, ASMA ALÉRGICA; VIAS AÉREAS;

RESISTÊNCIA; ELASTÂNCIA; MECÂNICA PULMONAR; HISTOLOGIA PULMONAR;

BIOLOGIA MOLECULAR; MEDIADORES INFLAMATÓRIOS; ESTRESSE

OXIDATIVO; MODELO ANIMAL.

ix

ABSTRACT

BURBURAN, Shirley Moreira. Lung effects of inhalational anesthetics in a murine

model of allergic asthma. Tese (Doutorado em Clínica Médica) - Faculdade de

Medicina da Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2013.

Investigations have reported a protective role of volatile anaesthetics in acute

respiratory distress syndrome protocols. Nevertheless, so far, no studies have

examined the immunomodulatory effects of these agents in asthma. Thus, we

evaluated whether isoflurane, halothane and sevoflurane improve lung

morphofunction, and attenuate the inflammatory response in experimental asthma.

Fifty-six BALB/c mice were sensitized and challenged with ovalbumin and

anaesthetized with isoflurane (ISO), halothane (HALO), sevoflurane (SEVO) or

pentobarbital sodium (CTRL) during one hour. Airway resistance, static lung elastance

and lung morphometry were evaluated. Gene expression of pro-inflammatory [tumour

necrosis factor (TNF)-α], profibrogenic [transforming growth factor (TGF)-β], and

proangiogenic [vascular endothelial growth factor (VEGF)] mediators, and also the

oxidative process [nuclear factor erythroid-2 related factor 2 (Nrf2), Sirtuin (sirt)-1,

catalase, and glutathione peroxidase (GPx)] were analysed. ISO, HALO, and SEVO

reduced airway resistance (-37%, -35%, and -52%), static lung elastance (-16%, -19%,

and -22%), and the fraction area of alveolar collapse (-25%, -48%, and -57%)

compared to CTRL (p < 0.001). Sevoflurane anaesthesia minimized

bronchoconstriction (-22%) and polymorphonuclear cell infiltration (-39%) and

decreased TNF-α (-71%), TGF-β (-63%), VEGF (-50%), Sirt-1 (-80%), catalase (-76%),

and GPx (-69%), while increasing Nrf2 expression (+579%). Sevoflurane down-

regulated inflammatory, fibrogenic, and angiogenic mediators, and also the oxidant-

antioxidant imbalance, improving lung mechanics and histology in the present model

of asthma.

Keywords: INHALATIONAL ANESTHETICS, ALLERGIC ASTHMA, AIRWAYS;

RESISTANCE; ELASTANCE; LUNG MECHANICS; LUNG HISTOLOGY;

x

MOLECULAR BIOLOGY; INFLAMMATORY MEDIATORS; OXIDATIVE STRESS;

ANIMAL MODEL.

xi

LISTA DAS ILUSTRAÇÕES

Figura 1. Caracterização dos grupos experimentais 34

Figura 2. Modelo de indução de asma alérgica crônica 35

Figura 3. Montagem experimental 38

Figura 4. Método da oclusão ao final da inspiração 40

Figura 5. Fórmulas utilizadas na medida da mecânica pulmonar 41

Figura 6. Retículo para quantificação dos parâmetros morfométricos 43

Figura 7. Mecânica pulmonar 47

Figura 8. Morfometria pulmonar 48

Figura 9. Fotomicrografias das vias aéreas e parênquima pulmonar 50

Figura 10. RT-PCR em tempo real 51

Figura 11. RT-PCR em tempo real 52

xii

LISTA DE TABELAS

Tabela 1. Propriedades físico-químicas dos anestésicos inalatórios 19

Tabela 2. Primers utilizados na RT-PCR 45

Tabela 3. Morfometria pulmonar 49

xiii

LISTA DE ABREVIATURAS

BALF - fluido do lavado broncoalveolar

CAM - concentração alveolar mínima

CO2 - dióxido de carbono

EPM - erro padrão da média

ERA - elementos de resposta a antioxidantes

ERNs - espécies reativas de nitrogênio

EROs - espécies reativas de oxigênio

Est,L - elastância estática do pulmão

FR - frequência respiratória

GABAA - receptor do ácido gama-aminobutírico do tipo A

GPx - glutationa peroxidase

IB - índice de broncoconstrição

IL - interleucina

IP - intraperitoneal

IT - intratraqueal

LPA - lesão pulmonar aguda

MN - células mononucleares

N2O - óxido nitroso

NADPH - nicotinamida adenina dinucleotídeo fosfato

NI - número de interceptos das linhas

NP - número de pontos incidentes no lúmen da via aérea

Nrf2 - fator nuclear eritróide 2 relacionado ao fator 2

NO - óxido nítrico

PaCO2 - pressão parcial de dióxido de carbono no sangue arterial

PaO2 - pressão parcial de oxigênio no sangue arterial

PEEP - pressão expiratória positiva final

Pel - pressão pulmonar de retração elástica

Pi - pressão pulmonar no ponto de inflexão

Pmax - pressão pulmonar máxima atingida

PMN - células polimorfonucleares

Ptr - pressão traqueal

xiv

Raw - resistência das vias aéreas

Req - resistência total do equipamento

RNAm - ácido ribonucleico mensageiro

Rrs - resistência do sistema respiratório

RT-PCR - reação em cadeia da polimerase via transcriptase reversa

SDRA - síndrome do desconforto respiratório agudoSirt-1 - Sirtuína-1

SOD - superóxido dismutase

TGF-β - fator transformador do crescimento

Th1 - linfócitos T-helper tipo 1

Th2 - linfócitos T-helper tipo 2

TNF-α - fator de necrose tumoral- α

V’ - fluxo inspiratório

VEGF - fator de crescimento endotelial vascular

VT - volume corrente

ΔPeq - variação de pressão determinada pelo equipamento

xv

SUMÁRIO

FOLHA DE ROSTO ii

FICHA CATALOGRÁFICA ii

FOLHA DE APROVAÇÃO iii

AGÊNCIAS FINANCIADORAS iv

DEDICATÓRIAS v

AGRADECIMENTOS vi

RESUMO vii

ABSTRACT ix

LISTA DE ILUSTRAÇÕES xi

LISTA DE TABELAS xii

LISTA DE ABREVIATURAS xiii

SUMÁRIO xv

1 INTRODUÇÃO 1

1.1 REVISÃO DA LITERATURA

1.1.1 Asma: Definição e Patogênese

1.1.2 Fisiopatologia da Asma

1.1.3 Mediadores na Asma

1.1.4 Papel do Estresse Oxidativo na Asma

1.1.5 O Modelo Murino de Asma Crônica

1.1.6 Anestésicos Inalatórios na Asma

3

3

4

7

9

15

16

2 JUSTIFICATIVA 28

3 OBJETIVOS

3.1 OBJETIVO GERAL

3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS

31

31

31

4 MATERIAIS E MÉTODOS

4.1 ANIMAIS UTILIZADOS

4.2 PROTOCOLO EXPERIMENTAL

4.3 SENSIBILIZAÇÃO

4.4 DESAFIO INTRATRAQUEAL

4.5 MEDIDA DA MECÂNICA PULMONAR

32

32

32

33

34

35

xvi

4.6 ANÁLISE DA HISTOLOGIA E MORFOMETRIA PULMONARES

4.7 ANÁLISE DA RT-PCR EM TEMPO REAL

4.8 ANÁLISE ESTATÍSTICA

41

44

45

5 RESULTADOS 46

6 DISCUSSÃO 53

7 CONCLUSÕES 61

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 62

APÊNDICES 79

1

1 INTRODUÇÃO

A asma é um importante problema de Saúde Pública em todo o mundo. Sua

prevalência vem aumentando nos últimos 20 anos tanto nos países desenvolvidos

como naqueles em desenvolvimento, afetando pessoas de todas as idades e grupos

étnicos (BATEMAN et al., 2008; GINA, 2012). De acordo com a Organização Mundial

de Saúde, a asma atinge cerca de 240 milhões de pessoas no mundo e promove cerca

de 250 mil mortes/ano (BATEMAN et al., 2008; GINA, 2012). A asma alérgica é o tipo

mais comum e acomete aproximadamente 80% dos pacientes asmáticos (COHN et

al., 2004). Segundo dados do International Study for Asthma and Allergies in

Childhood (ISAAC), a prevalência da asma no Brasil é de aproximadamente 20%

(SOLE et al., 2006; SOLE et al., 2007). A asma é responsável, no nosso país, por

mais de 350 mil internações hospitalares por ano constituindo-se na quarta causa de

hospitalização pelo Sistema Único de Saúde, sendo a terceira causa entre crianças e

adultos jovens (IV Diretrizes Brasileiras para o Manejo da Asma, 2007).

Tudo isso, aliado ao fato da asma ser uma doença comumente

subdiagnosticada em grande número de casos e da baixa adesão ao tratamento

(GINA, 2012), faz com que os anestesiologistas se deparem com situações

desafiadoras e complicações devidas à asma na sua prática diária (BURBURAN et

al., 2007b).

Isoflurano, halotano e sevoflurano são anestésicos inalatórios halogenados de

uso rotineiro e em larga escala na prática clínica anestesiológica. São

tradicionalmente conhecidos por sua ação broncodilatadora (FLETCHER et al., 1968;

HIRSHMAN et al., 1982; EGER, 1984), por diminuírem a reatividade das vias aéreas

e por atenuarem a broncoconstrição induzida pela histamina (BROWN et al., 1993;

KATOH & IKEDA, 1994; JAGODA et al., 1997; BURBURAN et al., 2007b). Há também

relatos do uso benéfico dos halogenados em pacientes com asma refratária (mal

asmático) ao tratamento convencional (ROSSEEL et al., 1985; BIERMAN et al., 1986;

ECHEVERRIA et al., 1986; PARNASS et al., 1987; JOHNSTON et al., 1990;

SAULNIER et al., 1990; GONZALEZ MARTIN et al., 1992; TAKISE et al., 1992;

SHIBATA et al., 1993; MALTAIS et al., 1994; MORI et al., 1996; JAGODA et al., 1997;

MIYAGI et al., 1997; PADKIN et al., 1997; QUE & LUSAYA, 1999; WHEELER et al.,

2000; REVICH et al., 2001; MUTLU et al., 2002; BAIGEL, 2003; RESTREPO et al.,

2

2005; SCHULTZ, 2005; SHANKAR et al., 2006; WATANABE et al., 2008). Além disso,

os efeitos anti-inflamatórios dos anestésicos inalatórios têm sido demonstrados em

modelos de lesão pulmonar aguda (LPA) ou na síndrome do desconforto respiratório

agudo (SDRA) (GIRAUD et al., 2000; PLACHINTA et al., 2003; HOFSTETTER et al.,

2005; BOOST et al., 2007; HOFSTETTER et al., 2007; DE CONNO et al., 2009; LI et

al., 2009; STEURER et al., 2009; CASANOVA et al., 2011; MAHMOUD & AMMAR,

2011; SCHILLING et al., 2011; URNER et al., 2011; FORTIS et al., 2012), situações

que diferem da asma, onde a fisiopatologia é distinta e o processo inflamatório é

crônico.

De fato, novos conhecimentos sobre a fisiopatologia da asma, adquiridos na

última década, revelaram que o processo inflamatório é persistente e extenso,

cursando com remodelamento não somente das vias aéreas centrais, mas também

das vias aéreas periféricas e do parênquima pulmonar (LAZAAR & PANETTIERI,

2003; TULIC & HAMID, 2003; CHEN et al., 2004; COHN et al., 2004; RAMOS-

BARBON et al., 2004; HOMER & ELIAS, 2005; XISTO et al., 2005; VAN HOVE et al.,

2008). O envolvimento de várias células inflamatórias do sistema imune e das células

constitutivas das vias aéreas na asma tem sido documentado (COHN et al., 2004;

BERRY et al., 2006; BABU et al., 2011; GINA, 2012; PELAIA et al., 2012). Ademais,

o papel do estresse oxidativo na patogênese e na progressão da asma tem se

mostrado cada vez mais relevante (LI et al., 2003; MAK & CHAN-YEUNG, 2006;

RIEDL & NEL, 2008; DOZOR, 2010; MICHAELOUDES et al., 2011a;

MICHAELOUDES et al., 2011b; PELAIA et al., 2012). O estresse oxidativo pode

ocorrer como consequência do processo inflamatório e, concomitantemente,

promover ativação de genes pró-inflamatórios que, por sua vez, perpetuam e

amplificam a resposta inflamatória na asma (PELAIA et al., 2012). A hiper-reatividade

das vias aéreas característica do paciente asmático e a gravidade das manifestações

da doença estão diretamente relacionadas com a reduzida resposta antioxidante e

com a elevada produção das espécies reativas de oxigênio e de radicais livres nesses

pacientes (RIEDL & NEL, 2008; KIM, J et al., 2010).

Todavia, estudos descrevendo os efeitos dos anestésicos inalatórios sobre vias

aéreas e parênquima cronicamente inflamados e remodelados pela asma, ainda são

bastante escassos (BURBURAN et al., 2007a). Com o presente estudo visamos

preencher tal lacuna analisando os efeitos pulmonares da anestesia com isoflurano,

halotano e sevoflurano no que tange aos aspectos morfofuncionais,

3

imunomodulatórios e ao estresse oxidativo. Para isso, utilizamos um modelo murino

de asma alérgica crônica, no qual foram reproduzidas alterações inflamatórias e

ultraestruturais similares às observadas na asma humana (XISTO et al., 2005).

1.1 REVISÃO DA LITERATURA

1.1.1 Asma: Definição e Patogênese

Definir asma tem sido sempre objeto de discussão e várias tentativas foram

feitas ao longo dos anos para definir o conceito de asma a partir do seu impacto sobre

a função pulmonar, ou seja, através da limitação do fluxo aéreo e da reversibilidade e

da hiper-reatividade brônquica. Entretanto, tais tentativas se mostravam infrutíferas

devido ao limitado conhecimento sobre os mecanismos envolvidos na fisiopatologia

da doença. Foi somente a partir de uma melhor compreensão desses mecanismos,

sobretudo no que concerne às manifestações inflamatórias da doença, suas

consequências e sua correlação com as alterações evidenciadas na função pulmonar,

que o conceito de asma foi redefinido (BUSSE & LEMANSKE, 2001; GINA, 2012).

Mais recentemente, os consensos têm definido a asma de forma mais

cuidadosa e elaborada, mas a falta de um marcador biológico ou fisiológico exclusivo

da doença, ou ainda a inespecificidade dos sintomas e a variabilidade da expressão

clínica da asma entre os pacientes, ou até em um único indivíduo, tornam tais

definições ainda insatisfatórias, por serem essas muito mais descritivas do que

assertivas (GINA, 2012). As dificuldades na definição da asma explicam em grande

parte os problemas em se investigar a epidemiologia da doença.

A asma é uma doença de grande complexidade genética, com caráter

hereditário entre 36% e 94%, e que conta com a participação de mais de 100 tipos de

genes já identificados nos diversos e heterogêneos mecanismos fisiopatológicos

observados na doença (ANDERSON, 2008). Conceitua-se como uma doença

inflamatória crônica do sistema respiratório na qual grande variedade de células e

elementos provenientes do metabolismo das mesmas encontram-se envolvidos

(BROIDE, 2008). A inflamação crônica acarreta um aumento na reatividade das vias

aéreas que se manifesta através de episódios recorrentes de broncoespasmo,

dispneia, opressão torácica e tosse, principalmente durante a noite (TILLIE-LEBLOND

et al., 2009). Tais episódios estão geralmente associados com um grau variável de

4

obstrução ao fluxo aéreo que é frequentemente reversível espontaneamente ou com

tratamento específico (TLIBA et al., 2008; TILLIE-LEBLOND et al., 2009). Contudo, a

completa reversibilidade do quadro não ocorre, ou se faz apenas parcialmente, em

pacientes portadores de quadros mais graves de asma (BOUSQUET et al., 2000;

VIGNOLA et al., 2003; BUSSE et al., 2004). Por conseguinte, o papel que a reação

inflamatória crônica desempenha na patogênese da asma tem sido alvo de vários

estudos (BERRY et al., 2006; BROIDE, 2008; TLIBA et al., 2008; BURGESS, 2009).

A inflamação é um achado sempre presente em todos os pacientes asmáticos, seja

na asma considerada leve, moderada ou grave. As respostas inflamatórias, porém,

sofrem variações de acordo com a gravidade, com o tratamento e com o tempo de

duração da doença (BOUSQUET et al., 2000; TANAKA et al., 2001; VIGNOLA et al.,

2003; BUSSE et al., 2004; COHN et al., 2004; BROIDE, 2008; BURGESS, 2009;

TILLIE-LEBLOND et al., 2009; GINA, 2012; PELAIA et al., 2012).

1.1.2 Fisiopatologia da Asma

A Inflamação na asma crônica é muito complexa e envolve a ativação de todas

as células das vias respiratórias, incluindo as células T, eosinófilos, mastócitos,

macrófagos, células epiteliais, fibroblastos e as células musculares lisas dos

brônquios. Os eosinófilos desempenham um papel crucial na liberação de mediadores

pró-inflamatórios, resultando no aumento da permeabilidade vascular, hipersecreção

de muco, contração do músculo liso, descamação epitelial e hiper-responsividade

brônquica. Essas células atuam também promovendo a modulação da inflamação das

vias aéreas e iniciando o processo de remodelamento pela liberação de citocinas e

fatores de crescimento.

O termo citocina é usado genericamente para um grande grupo de proteínas

solúveis que agem como reguladores humorais em concentrações nano ou

picomolares. Tanto em condições normais como nas patológicas, elas modulam as

atividades funcionais de células e de tecidos através de receptores específicos na

superfície das células-alvo. As citocinas também têm a capacidade de mediar

interações diretas entre células e de regular processos que ocorrem no ambiente

extracelular, bem como de atuar como fator de sobrevivência celular, prevenindo a

apoptose (morte celular programada). Elas agem em células-alvo modulando uma

ampla gama de funções celulares, que incluem ativação, proliferação, migração,

5

imunomodulação, liberação de outras citocinas ou mediadores, crescimento e

diferenciação celular, e apoptose.

Durante muitos anos considerou-se que as células epiteliais brônquicas agiam

essencialmente como uma barreira participando do transporte mucociliar e remoção

de agentes nocivos. Atualmente, sabe-se que tais células também participam

ativamente nas reações inflamatórias (COHN et al., 2004). Na asma, o epitélio

apresenta-se parcialmente desnudado, as células ciliadas edemaciadas, vacuolizadas

e com perda dos cílios (BOUSQUET et al., 2000).

Todas as características observadas na inflamação pulmonar e a desregulação

fisiológica observada na asma são o resultado final dos eventos moleculares e

celulares envolvidos na sensibilização, da ativação dos linfócitos T-helper do tipo 2

(Th2), da elaboração de citocinas Th2 e dos mecanismos efetores dessas citocinas.

A resposta inflamatória alérgica ocorre a partir da interação dos alérgenos com os

linfócitos Th2, com a consequente liberação de diversos mediadores químicos que

são responsáveis pelo início e perpetuação do processo inflamatório (COHN et al.,

2004; BERRY et al., 2006; BABU et al., 2011; GINA, 2012; PELAIA et al., 2012). Vários

mediadores inflamatórios são liberados pelos mastócitos (histamina, leucotrienos,

triptase e prostaglandinas), pelos macrófagos [fator de necrose tumoral-alfa (TNF)-α,

interleucina (IL)-6, óxido nítrico (NO)], pelos linfócitos T [IL-2, IL-3, IL-4, IL-5, fator de

crescimento de colônia de granulócitos], pelos eosinófilos (proteína básica principal,

mediadores lipídicos e citocinas), pelos neutrófilos (elastase) e pelas células epiteliais

(endotelina-1, mediadores lipídicos, NO). O acúmulo desses mediadores nos tecidos

promove dano e ruptura do epitélio das vias aéreas, expondo as terminações nervosas

dendríticas que liberam neurotransmissores como a substância P e a neurocinina que,

por sua vez, aumentam a reatividade do músculo liso e o tônus da via aérea, elevando

a permeabilidade vascular e a secreção de muco (BOUSQUET et al., 1990;

BOUSQUET et al., 2000). A hiperplasia e hipertrofia da musculatura lisa dos

brônquios, a metaplasia de células caliciformes e o aumento da angiogênese e da

inervação brônquicas também são achados frequentes (BOUSQUET et al., 2000;

BUSSE et al., 2004; TLIBA et al., 2008; BURGESS, 2009; TILLIE-LEBLOND et al.,

2009).

A persistência do processo inflamatório resulta em profundas alterações na

geometria das vias aéreas, alterações estas que, em conjunto, denominam-se

remodelamento. O remodelamento é um processo dinâmico que interpõe lesão

6

inflamatória e reparo tecidual pela produção de matriz extracelular, resultando em

alteração irreversível das vias aéreas dos indivíduos asmáticos. Essas modificações

podem decorrer da interação de estímulos mecânicos sobre a via aérea

(TSCHUMPERLIN et al., 2003) e também de fatores genéticos envolvidos na asma

(DAVIES et al., 2003; TLIBA et al., 2008). O remodelamento das vias aéreas é

considerado um fator determinante da irreversibilidade do padrão obstrutivo

respiratório na asma (TANAKA et al., 2001; VIGNOLA et al., 2003; VAN HOVE et al.,

2008; BURGESS, 2009).

Nos últimos anos surgiram novas evidências sugerindo que a inflamação e o

remodelamento que caracterizam a asma ocorrem não somente nas vias aéreas

centrais, mas acometem também as vias aéreas periféricas e o parênquima pulmonar

(LAZAAR & PANETTIERI, 2003; TULIC & HAMID, 2003; CHEN et al., 2004; COHN et

al., 2004; RAMOS-BARBON et al., 2004; HOMER & ELIAS, 2005; XISTO et al., 2005;

VAN HOVE et al., 2008; BURGESS, 2009). Há evidências de que a inflamação das

vias aéreas distais é ainda mais grave do que aquela observada nas vias aéreas

centrais (TULIC et al., 2001; TULIC & HAMID, 2003). À luz desses novos

conhecimentos, a asma passou a ser compreendida como uma doença inflamatória

crônica que compromete todo o trato respiratório e não somente as vias aéreas

centrais. Destarte, a tentativa de qualquer ação terapêutica eficaz na doença, não

deve prescindir do uso de drogas que atuem modulando o processo inflamatório

também nas vias aéreas distais pulmonares (HANANIA, 2008).

A exposição ao alérgeno é um importante componente na asma e resulta em

resposta imunológica cuja fisiopatologia ainda não é totalmente conhecida. O

conhecimento dos mediadores envolvidos nessa resposta imune permite delinear

potenciais alvos terapêuticos para minimizar ou abolir os sintomas da asma. O

bloqueio de mediadores específicos se mostra particularmente interessante quando

comparado com o bloqueio inespecífico proporcionado pela imunossupressão obtida

com os corticosteroides, rotineiramente empregados no tratamento da asma e cujos

efeitos colaterais limitam bastante o seu uso.

Como vimos anteriormente, as citocinas atuam em várias etapas do processo

inflamatório na asma e uma rede imbricada de interações celulares mediadas por

citocinas é responsável pelo cenário observado na asma (GINA, 2012). Por este

motivo, tais mediadores têm sido objeto de muitas investigações. Aparentemente, há

grande pleiotropia e elementos de redundância na família das citocinas, de modo que

7

cada citocina tem muitas funções superponíveis, ao mesmo tempo em que cada

função pode ser potencialmente mediada por mais de uma citocina. A seguir

enumeraremos sucintamente alguns dos mediadores cujo envolvimento na asma já

está bem estabelecido e que, por este motivo, estão diretamente relacionados com o

presente estudo.

1.1.3 Mediadores na Asma

O TNF-α é uma citocina que desempenha um papel primordial em diversas

condições inflamatórias e sua atividade biológica foi inicialmente descrita no plasma

de animais submetidos à injeção de endotoxinas indutoras de necrose tumoral

(lipopolissacarídeos de bactéria gram-negativa ou LPS), daí advindo sua

denominação (CARSWELL et al., 1975). O TNF-α é um dos primeiros mediadores

produzidos na vigência de um estímulo de origem inflamatória (KIM & REMICK, 2007)

e subsiste como uma molécula biologicamente ativa na superfície das células. Uma

enzima, a TNF-α convertase, é responsável pela sua clivagem da superfície da célula

para a sua forma circulante. A ação do TNF-α na iniciação e na manutenção do

processo inflamatório já está bem documentada, inclusive na asma grave (SHAH et

al., 1995; THOMAS, 2001; HOWARTH et al., 2005; ERZURUM, 2006).

O TNF-α é produzido principalmente pelos macrófagos, apesar de outras

células inflamatórias (mastócitos, neutrófilos e eosinófilos) e estruturais (células

epiteliais, fibroblastos e fibras musculares lisas) também estarem envolvidas na sua

síntese (BABU et al., 2004). Além disso, outras citocinas pró-inflamatórias, incluindo

o próprio TNF-α, induzem a expressão do TNF-α.

Os níveis de TNF-α encontram-se significativamente aumentados nas vias

aéreas de pacientes alérgicos com asma (SHAH et al., 1995), particularmente

naqueles com asma grave (BABU et al., 2004; HOWARTH et al., 2005) e estudos

clínicos já demonstraram uma relação direta entre os níveis de TNF-α e a gravidade

do quadro clínico da doença (HOWARTH et al., 2005; BERRY et al., 2006).

Na asma alérgica, os alérgenos se ligam à Imunoglobulina E (IgE), ativam os

mastócitos que, na sequência, se degranulam e liberam o TNF-α previamente

armazenado (GORDON & GALLI, 1991).

Nas vias aéreas, o TNF-α desempenha vários e relevantes papéis na

fisiopatologia da doença: 1) aumento da reatividade das vias aéreas (THOMAS et al.,

8

1995; CHEN et al., 2003); 2) infiltração das vias aéreas pelos neutrófilos (LUKACS et

al., 1995); 3) recrutamento pulmonar e ativação de eosinófilos (LUKACS et al., 1995;

CASALE et al., 1996); 4) ativação dos miofibroblastos (THOMAS, 2001) e das fibras

musculares lisas das vias aéreas (AMRANI et al., 2000; CHEN et al., 2003); e 5)

aumento da permeabilidade vascular através do recrutamento de moléculas de

adesão (THORNHILL et al., 1991; TOSI et al., 1992)

A ativação crônica de células inflamatórias e constitutivas da via aérea está

intimamente ligada ao aumento da concentração das espécies reativas de oxigênio

(EROs) e de nitrogênio (ERNs), que vão ocasionar lesão e mudanças estruturais

irreversíveis, o chamado remodelamento (BABU et al., 2004; ERZURUM, 2006). O

TNF-α também contribui para o remodelamento ao induzir proliferação e ativação de

fibroblastos, aumento da expressão de glicoproteínas da matriz extracelular, fibrose

subepitelial, e hiperplasia das células caliciformes (THOMAS, 2001; ERZURUM,

2006).

Conforme o exposto, devido ao seu papel crítico na asma, o TNF-α é hoje

considerado um importante alvo terapêutico, sobretudo na asma grave, e estudos

sobre o assunto têm mostrado resultados promissores até o presente (HOWARTH et

al., 2005; BERRY et al., 2006).

O remodelamento brônquico resulta de uma variedade de alterações estruturais

nas vias aéreas dos asmáticos, principalmente hiperplasia e hipertrofia das células

musculares lisas dos brônquios (BOUSQUET et al., 2000). Ainda não se conhece

completamente o mecanismo envolvido na hiperplasia da musculatura brônquica, mas

estudos in vitro sugerem que muitos mediadores participam no processo (HIRST et

al., 2004). Nos indivíduos asmáticos observou-se o aumento da expressão gênica do

fator transformador do crescimento (TGF)-β no epitélio e submucosa dos brônquios

(VIGNOLA et al., 1997; XIE et al., 2007), além da elevação dos seus níveis no fluido

do lavado bronchoalveolar (BALF) (REDINGTON et al., 1997).

O TGF-β é uma citocina fibrogênica multifuncional capaz de modular a

proliferação, a diferenciação, a apoptose e a migração de vários tipos de células, bem

como a produção de proteínas da matriz extracelular, sendo muito importante na

imunidade adaptativa e crucial no remodelamento da via aérea (VIGNOLA et al., 2003;

XIE et al., 2007).

Nas vias aéreas, o TGF-β é produzido pelas células epiteliais, fibroblastos,

eosinófilos e macrófagos e tem potente ação pró-fibrogênica induzindo a síntese de

9

colágeno tipos I e III, fibronectina e proteoglicanos, além de transformar fibroblastos

em miofibroblastos (MORISHIMA et al., 2001). O TGF-β não age diretamente sobre

as células musculares lisas das vias aéreas, mas o faz através da ativação do fator

de crescimento dos fibroblastos (BOSSE et al., 2006) que estimula da proliferação de

tecido conjuntivo e o estabelecimento progressivo da fibrose.

O TGF-β também tem ação pró-inflamatória ao induzir a liberação de IL-6, a

qual, por sua vez, estimula a síntese do fator de crescimento vascular endotelial

(VEGF) pelas células musculares lisas (SHIN et al., 2009). Outrossim, o TGF-β age

sobre diferentes tipos de células promovendo a formação de radicais livres e,

concomitantemente, inibindo a resposta antioxidante. Tal desequilíbrio aumenta o

estresse oxidativo e potencializa ainda mais a resposta inflamatória

(MICHAELOUDES et al., 2011b).

O VEGF é conhecido como um dos mais potentes indutores da angiogênese,

pois atua promovendo neovascularização e aumentando a permeabilidade vascular,

duas situações características do remodelamento da via aérea na asma. O VEGF é

produzido pelas células musculares lisas dos brônquios, mas este processo não foi

ainda completamente elucidado (SHIN et al., 2009). A neovascularização observada

na asma é dependente do VEGF e da expressão do receptor do fator de crescimento

endotelial vascular-1 e -2 (HOSHINO et al., 2001a). A angiogênese ocorre como

consequência da replicação dos angioblastos residentes nas vias respiratórias e

também do recrutamento de células mesenquimais.

As alterações na microcirculação das vias respiratórias, decorrentes do

fenômeno de angiogênese, contribuem para o edema da parede das vias aéreas

enquanto a densidade de vasos relaciona-se com a gravidade da manifestação da

doença sendo determinante no grau de hiper-reatividade das vias aéreas (HOSHINO

et al., 2001b).

1.1.4 Papel do Estresse Oxidativo na Asma

O estresse oxidativo consiste no desequilíbrio entre a formação e a remoção de

agentes oxidantes no organismo, proveniente da geração excessiva de EROs e/ou da

diminuição da produção ou ação dos antioxidantes endógenos. Os radicais livres, como

o ânion superóxido, hidroxila, alcoxila, peroxila e hidroperoxila, são elementos químicos

que contêm um ou mais elétrons não emparelhados em seu orbital eletrônico mais

10

externo, ao passo que as EROs são quaisquer espécies oxidantes altamente reativas,

inclusive os radicais livres. Exemplos de EROs são o peróxido de hidrogênio, ácido

hipocloroso, ozônio, oxigênio singlete e peróxidos lipídicos: todos capazes de induzir a

produção de radicais livres no nosso organismo.

A ocorrência de um estresse oxidativo moderado, usualmente está associada ao

correspondente aumento das defesas antioxidantes enzimáticas, visando ao

restabelecimento do equilíbrio entre oxidação-antioxidação. O radical superóxido, o

primeiro produto da redução da molécula de oxigênio, tem um elétron desemparelhado

em sua órbita externa e isso resulta em uma fonte importante de hidroperóxidos e de

radicais livres tóxicos. Uma célula normal tem a habilidade de detoxificar radicais

superóxido por meio de enzimas como a superóxido dismutase (SOD) que converte o

ânion superóxido em peróxido de hidrogênio, o qual, através da ação da catalase e da

glutationa peroxidase (GPx), será posteriormente transformado em uma molécula de

água e oxigênio. A SOD, a catalase e a GPx, ajudam a manter a concentração de

nicotinamida adenina dinucleotídeo fosfato (NADPH) necessária para a ótima função

dos mecanismos de defesas antioxidantes. Todavia, há situações nas quais o processo

oxidativo supera a ação antioxidante e a presença de uma grande quantidade de EROs

e radicais livres pode ocasionar danos estruturais variáveis nas biomoléculas de DNA,

lipídios, carboidratos, proteínas e outros componente celulares, levando a dano

mitocondrial e morte celular.

Recentemente, a importância do estresse oxidativo na patogênese e progressão

da asma tem despertado cada vez mais o interesse da comunidade científica (LI et al.,

2003; MAK & CHAN-YEUNG, 2006; RIEDL & NEL, 2008; DOZOR, 2010;

MICHAELOUDES et al., 2011a; MICHAELOUDES et al., 2011b; PELAIA et al., 2012).

Altas concentrações de EROs como ânions superóxidos, peróxido de hidrogênio e

radicais hidroxila já foram demonstradas no plasma e nas células pulmonares de

pacientes asmáticos (MAK et al., 2004; RIEDL & NEL, 2008; AHMAD et al., 2012).

As EROs reagem com as ERNs aumentando a concentração do NO exalado nos

pacientes asmáticos. De fato, o controle seriado da fração expirada de NO vem sendo

utilizado no acompanhamento do grau de inflamação presente nas vias aéreas desses

pacientes e para avaliar a resposta à terapêutica instituída (KHARITONOV et al., 1997).

Do mesmo modo que o estresse oxidativo resulta do processo inflamatório e da

produção de radicais livres pelos macrófagos, neutrófilos e eosinófilos, ele também tem

o poder de deflagrar e potencializar a reação inflamatória, ao alterar a função das células

11

T e a relação Th1/Th2 ao desviar a resposta imune do fenótipo Th1 para o Th2. O

predomínio das células Th2 acarreta ativação de genes pro-inflamatórios e a liberação

de citocinas, induzindo alterações fisiopatológicas que, por sua vez, também amplificam

e perpetuam a resposta inflamatória na asma (PELAIA et al., 2012). Além disso, os

indivíduos asmáticos são incapazes de desenvolver uma resposta antioxidante

adequada perante o estresse oxidativo e a elevada concentração tissular dos radicais

livres mantém relação direta com o grau de hiper-reatividade das vias aéreas e com a

gravidade do quadro clínico desses pacientes (RIEDL & NEL, 2008).

Na asma, os altos níveis de TGF-β também respondem pela inibição da

expressão de várias enzimas antioxidantes como a glutaredoxina, catalase, SOD e

GPx e reduzem a concentração da glutationa livre intracelular, o mais abundante

antioxidante, levando, por conseguinte, ao aumento dos níveis de EROs/ERNs nos

tecidos pulmonares (LIU & GASTON PRAVIA, 2010).

O atual conhecimento sobre a relevância do papel do estresse oxidativo na asma

alimenta a hipótese de que a terapia antioxidante possa ser de utilidade na prevenção e

no tratamento da doença (DOZOR, 2010). Vários fatores envolvidos no processo

oxidativo têm sido investigados neste sentido e novas pesquisas detalhando seus

mecanismos moleculares subjacentes ao processo inflamatório e ao estresse oxidativo

poderão indicar novas possibilidades terapêuticas para a asma. Alguns desses fatores

têm se destacado no equilíbrio oxidativo na asma e por esta razão foram também

avaliados no presente estudo.

O fator nuclear eritróide 2 relacionado ao fator 2 (Nrf2) é um fator de transcrição

reconhecido como um fator-chave na ativação de centenas de genes responsáveis pela

transcrição de mais de 200 enzimas antioxidantes, citoprotetoras, anti-inflamatórias e

detoxificadoras, defendendo as células de agressões endógenas e exógenas (ISHII et

al., 2000; CHO et al., 2004; REDDY et al., 2007; REDDY et al., 2009). O Nrf2

desempenha um papel protetor em muitas doenças, tais como o câncer, doenças

neurodegenerativas, doenças cardiovasculares, doenças autoimunes e inflamatórias,

além das lesões pulmonares agudas e crônicas (RANGASAMY et al., 2005; KIM, J et

al., 2010).

Sob condições fisiológicas normais, a transcrição do fator Nrf2 encontra-se inibida

pela proteína repressora Keap1, localizada no citoplasma das células. A proteína Keap1

contém resíduos conservados de cisteína, os quais desempenham um papel crítico na

manutenção do Nrf2 no citoplasma. Entretanto, um aumento na produção de EROs no

12

organismo promove a dissociação desse complexo, fazendo com que o Nrf2 fique

ativado, sendo transportado para o núcleo. No núcleo das células, esse fator de

transcrição se liga a elementos de resposta a antioxidantes (ERA) na região promotora

dos genes que transcrevem enzimas antioxidantes endógenas. A ativação Nrf2-ERA

induz a produção da SOD, catalase, GPx, glutationa reduzida, peroxiredoxinas, NADPH,

quinona oxidoredutases e hemoxigenases. Juntas, essas enzimas e peptídeos

respondem por um dos mais potentes mecanismos de defesa contra o estresse oxidativo

celular. Uma vez restabelecido o balanço redox da célula, o Nrf2 é dissociado do núcleo

pelo Keap1 e subsequentemente transportado para o citoplasma, onde é degradado

(KENSLER et al., 2007; KIM, J et al., 2010).

Variações genéticas conferem diferenças na expressão do Nrf2, que se apresenta

normalmente deficiente nos indivíduos asmáticos. Na vigência da deficiência de Nrf2, in

vitro, observou-se a reduzida proliferação dos pneumócitos tipo II e maior sensibilidade

da célula à ação dos oxidantes acarretando dano e morte celular (REDDY et al., 2007).

Em camundongos com deleção gênica do Nrf2, foram observadas reduzida

capacidade antioxidante acompanhada do aumento da expressão de citocinas Th2 (IL-

4 e IL-13) no BALF, grande hiper-responsividade das vias aéreas, que se apresentaram

infiltradas com eosinófilos e células de muco hiperplásicas (RANGASAMY et al., 2005),

maior susceptibilidade à asma alérgica induzida por ovalbumina (RANGASAMY et al.,

2005) e à lesão pulmonar aguda induzida por hiperóxia (REDDY et al., 2009; CHO et al.,

2010). Além disso, camundongos com deficiência do Nrf2 submetidos à lesão pulmonar

aguda, apresentam maior grau de inflamação e fibrose pulmonares, indicando a ação

protetora do Nrf2 contra a fibrogênese (CHO et al., 2004).

A acetilação de proteínas é uma modificação pós-translacional e um importante

regulador da transcrição. As sirtuínas são uma classe de enzimas que constituem uma

família de moléculas regulatórias e desempenham um papel fundamental na reversão

da acetilação regulatória das proteínas do tipo histona ou a atividade da

monoribosiltransferase. A Sirtuína (Sirt)-1 pertence à família das sirtuínas e é uma

histona desacetilase classe III com atividade reguladora transcricional, metabólica e de

apoptose. O estresse oxidativo pode aumentar ou diminuir os níveis da Sirt-1,

dependendo do grau e do tempo de exposição ao fator estressor (ABDELMOHSEN et

al., 2007; KIM et al., 2007; PROZOROVSKI et al., 2008). No endotélio vascular, a Sirt-1

atua por mecanismo dependente da óxido nítrico-sintetase endotelial (eNOS) que

aumenta a produção de NO e induz vasodilatação. A Sirt-1 desacetila a eNOS in vitro,

13

cuja forma acetilada é inversamente proporcional à atividade e/ou à expressão da Sirt-1

(MATTAGAJASINGH et al., 2007).

Na asma, ocorre a redução da atividade da histona desacetilase aliada ao

aumento da atividade da histona acetiltransferase nos tecidos pulmonares (ITO et al.,

2002; COSIO et al., 2004), porém, o mecanismo regulatório da Sirt-1 sobre os processos

inflamatórios ainda não é completamente conhecido. Em 2010, Kim e colaboradores

(KIM, S R et al., 2010) verificaram aumento significativo dos níveis da Sirt-1 e VEGF nos

tecidos pulmonares de camundongos sensibilizados e desafiados com ovalbumina.

Porém, após administração de um inibidor da Sirt-1, tais níveis diminuíram

significativamente e se associaram à redução do número de células inflamatórias nas

vias aéreas, menor reatividade, menor concentração de citocinas Th2 e menor

permeabilidade vascular. Kim e colaboradores sugeriram que os inibidores da Sirt-1

atenuam a reação inflamatória e a hiper-reatividade das vias aéreas através da

modulação do VEGF. Similarmente, Legutko et al. (LEGUTKO et al., 2011) demostraram

que a inibição da Sirt-1 acarretou redução da maturação e migração das células

dendríticas pulmonares, levando à diminuição da concentração de citocinas Th2 e,

consequentemente, à atenuação do processo inflamatório nos camundongos com

inflamação alérgica induzida por ovalbumina.

Contrariamente, recentemente, Ichikawa e colaboradores (ICHIKAWA et al.,

2013), utilizando-se também o modelo murino de asma alérgica induzida por

ovalbumina, verificaram menor expressão gênica da Sirt-1 nos pulmões dos animais

asmáticos. Nesse modelo experimental, após a administração de duas substâncias

ativadoras da Sirt-1, o resveratrol e o SRT1720, observou-se inibição significativa da

produção das citocinas Th2 no plasma e no BALF e atenuação da hiper-responsividade

das vias aéreas, da infiltração eosinofílica e da hipersecreção de muco (LEE et al., 2009;

ICHIKAWA et al., 2013), sugerindo que a Sirt-1 teria ação benéfica na asma.

Portanto, o atual conhecimento sobre o papel da Sirt-1 nos processos

inflamatórios e no estresse oxidativo ainda é inconclusivo e são necessários novos

estudos para que possamos elucidar os mecanismos de ação da Sirt-1 na vigência de

processos inflamatórios crônicos nos tecidos pulmonares e dirimir as controvérsias sobre

o assunto. Destarte, incluímos a avaliação da Sirt-1 no presente estudo.

O estresse oxidativo pode ser avaliado por meio da atividade de enzimas

envolvidas no balanço redox da célula, tais como a SOD, a catalase, a GPx e a glutationa

redutase. A GPx é uma enzima essencial na remoção de produtos tóxicos derivados da

14

peroxidação lipídica que são produzidos continuamente como resultado do processo

inflamatório nos pulmões dos asmáticos. A GPx age eliminando os radicais peróxido e

mantendo a integridade das membranas celulares, pois catalisa a redução do peróxido

de hidrogênio e peróxidos orgânicos para seus correspondentes álcoois às custas da

conversão da glutationa reduzida à glutationa oxidada. A conversão de peróxido de

hidrogênio resulta na formação de água e oxigênio pela GPx. Embora a GPx tenha ação

fundamentalmente citosólica, in vitro ela é capaz de reduzir também hidroperóxidos de

membrana.

Nos indivíduos asmáticos o estresse oxidativo encontra-se aumentado e há

elevada produção de peróxidos o que se reflete na concentração aumentada dos

peróxidos de hidrogênio no ar expirado dos pacientes asmáticos (FENECH & ELLUL-

MICALLEF, 1998). O selênio é importante cofator para a ação da GPx e para a defesa

antioxidante e evidências revelaram que o selênio encontra-se diminuído nos asmáticos

(KADRABOVA et al., 1996)

Os níveis plasmáticos da GPx podem sofrer aumento ou diminuição, dependendo

das condições em que o estresse oxidativo se estabelece. A atividade da GPx mostrou-

se reduzida no sangue total, no plasma e nas plaquetas de pacientes asmáticos

(KHARITONOV et al., 1994; ANTCZAK et al., 1997; KELLY et al., 1999). Recentemente,

Ahmad e colaboradores (AHMAD et al., 2012) também reportaram que pacientes

asmáticos apresentavam atividade total antioxidante muito comprometida, redução na

atividade da GPx nos eritrócitos e aumento da peroxidação lipídica e relacionaram a

baixa concentração de GPx naqueles pacientes estaria relacionada com a apresentação

clínica da doença. Eles concluíram que os pacientes com quadro de asma grave

persistente apresentavam maior concentração de peróxidos lipídicos e baixas

concentrações plasmáticas de antioxidantes no plasma e também que a concentração

de peróxidos se relacionava diretamente com o grau de obstrução das vias aéreas

(AHMAD et al., 2012).

A catalase é uma hemeproteína citoplasmática e um importante componente

do sistema de defesa antioxidante endógeno do pulmão, sendo responsável pela

redução do peróxido de hidrogênio a água e oxigênio, em condições fisiológicas. É

encontrada no sangue, na medula óssea, nas mucosas, nos rins e no fígado. A

suplementação de catalase exógena previne a oxidação da glutationa mediada pelo

peróxido de hidrogênio e inibe as lesões oxidativas do DNA.

15

Há evidências de que a atividade da catalase encontra-se atenuada nos

pulmões de camundongos com inflamação alérgica das vias aéreas e no BALF de

pacientes com asma leve (AHMAD et al., 2012) evidenciaram um aumento expressivo

na atividade da catalase nos eritrócitos de indivíduos com asma moderada e grave.

Todavia, Reynaert e colaboradores (REYNAERT et al., 2007) observaram que

camundongos transgênicos, com capacidade de expressar concentrações elevadas

da catalase de modo sistêmico apresentavam aumento na produção de muco e maior

reatividade das vias aéreas.

É importante reiterar que os peróxidos de hidrogênio são apenas algumas das

numerosas substâncias oxidantes implicadas no processo inflamatório alérgico

pulmonar e que múltiplas EROs e ERNs são produzidas concomitantemente e

interagem entre si, originando novas espécies reativas com propriedades e ações

distintas, numa cadeia de eventos complexos e muitas vezes pouco conhecidos. Por

exemplo, sabe-se que nos pacientes com asma os níveis do NO encontram-se

elevados no ar exalado devido ao aumento da expressão dos iNOS, que mantêm

relação direta com o grau de broncoconstrição (AHMAD et al., 2012). Contudo, há

ainda várias controvérsias sobre o papel dos nitritos e sua participação no

desenvolvimento da doença alérgica inflamatória pulmonar. Alguns relatos sugerem

uma ação anti-inflamatória para o NO enquanto outros apontam para o oposto. De

fato, ao se avaliar a produção ou detoxificação de um único oxidante ou antioxidante

que acarreta mudanças no equilíbrio e formação de novos oxidantes e do sistema de

defesa antioxidante como um todo, dificulta-se portanto a interpretação correta dos

resultados obtidos e a elucidação dos mecanismos de ação e da contribuição de cada

oxidante-antioxidante na etiopatogenia da doença.

Por conseguinte, os conhecimentos sobre as alterações resultantes da ação

integrada da intrincada rede de mediadores inflamatórios e oxidantes-antioxidantes

que atuam na asma visando a homeostasia foram apenas vislumbrados até o presente

(KELNER & BAGNELL, 1990; CEBALLOS et al., 1991; COMHAIR et al., 2001) e

despertam grande interesse da comunidade científica.

1.1.5 O Modelo Murino de Asma Crônica

Os modelos experimentais desenvolvidos in vivo têm sido fonte de valiosas

informações no que tange à fisiopatologia e ao tratamento da asma, uma vez que tais

16

estudos possibilitam a análise de diversos fenômenos dinâmicos observados na

doença além da correlação dos aspectos funcionais com os estruturais pulmonares

(KIPS et al., 2003). Ademais, ensaios clínicos nem sempre são passíveis de realização

em humanos asmáticos por questões éticas e/ou por dificuldades técnicas na

abordagem não invasiva das estruturas pulmonares.

Sabe-se que a asma cursa com comprometimento inflamatório das vias aéreas

centrais e distais, bem como do parênquima pulmonar (TULIC & HAMID, 2003; XISTO

et al., 2005). Nos modelos de broncoconstrição aguda induzida, somente hiper-

reatividade brônquica e um aumento transitório da celularidade nos tecidos

pulmonares têm sido observados (WAGERS et al., 2004). Entretanto, em 2005, Xisto

e colaboradores (XISTO et al., 2005) reproduziram o presente modelo murino de asma

alérgica crônica, no qual camundongos isogênicos da linhagem BALB/c foram

cronicamente sensibilizados e repetidamente desafiados com ovalbumina. Os autores

observaram desnudação do epitélio das vias aéreas, infiltração de eosinófilos,

macrófagos e linfócitos T nas mucosas e no lúmen das vias aéreas, bem como

hipertrofia e hiperplasia da musculatura lisa das vias aéreas, das células caliciformes

e das glândulas submucosas (XISTO et al., 2005). Xisto e colaboradores também

verificaram a deposição de fibras colágenas nas vias aéreas centrais e nos ductos e

paredes alveolares, que acarretaram elevação significativa da resistência e da

elastância do parênquima pulmonar.

Por reproduzir tais padrões específicos da asma crônica, padrões estes

comumente evidenciados em humanos, o presente modelo murino de asma vem

sendo cada vez mais frequentemente utilizado para avaliar os efeitos e locais de ação

de fármacos na asma alérgica crônica (MALIK et al., 2008).

1.1.6 Anestésicos Inalatórios na Asma

O aumento da prevalência da asma em todo o mundo nas últimas décadas tem

elevado o número de pacientes asmáticos que se submetem à anestesia para

procedimentos diagnósticos e terapêuticos.

Apesar dos avanços no diagnóstico e tratamento dos pacientes asmáticos,

estes ainda representam um grande desafio para o anestesiologista (BURBURAN et

al., 2007b). A hiper-reatividade brônquica associada à asma é um importante fator de

risco para broncoespasmo per-operatório, que é uma complicação potencialmente

17

perigosa e de alta morbidade (WARNER et al., 1996) para a qual o anestesiologista

deve estar sempre atento.

A resposta broncoconstritora pode ser evocada a partir de uma grande

variedade de estímulos. Dentre outros, podemos citar a liberação de histamina,

estímulos vagais, hiperventilação com ar frio e seco e inalação de aerossóis hipo ou

hipertônicos.

Além disso, na anestesia geral ocorre estimulo da mucosa brônquica, que

consiste num dos maiores fatores desencadeantes de broncoespasmo (TO et al.,

2002). Durante a indução anestésica até 45% dos pacientes asmáticos apresentam

sibilos, contra 16% dos não-asmáticos (OLSSON, 1987). Ademais, as drogas

administradas durante a anestesia podem promover a liberação de histamina através

de mecanismos envolvendo ou não anafilaxia.

A intubação traqueal acarreta a liberação de acetilcolina pelos terminais

nervosos colinérgicos pós-ganglionares e induz broncoconstrição por estimulação

vagal direta (BARNES, 1986). Um anestesiologista experiente deve reduzir tal

estimulação ao proceder a intubação traqueal com o paciente em plano anestésico

profundo e ao executar as manobras de intubação de forma minimamente traumática.

Entre as drogas utilizadas na anestesia geral nos asmáticos, a preferência recai

sobre os anestésicos inalatórios, uma vez que numerosos estudos têm demonstrado

seu potencial para prevenir a broncoconstrição (HERMENS et al., 1984; SHAH &

HIRSHMAN, 1986; WARNER et al., 1989; WARNER et al., 1990; BROWN et al., 1993;

KATOH & IKEDA, 1994; MITSUHATA et al., 1994; SATO et al., 1995; HABRE et al.,

1997; HABRE et al., 2001; BURBURAN et al., 2007b).

O mecanismo de ação dos anestésicos inalatórios ainda não é completamente

conhecido. Estima-se que promovam broncodilatação através de uma variedade de

efeitos diretos e indiretos, incluindo estimulação de receptores β-adrenérgicos

(HIRSHMAN et al., 1982; JONES et al., 1994; WIKLUND et al., 1999), que levaria ao

aumento do AMP-cíclico intracelular. Esse último, por sua vez, se ligaria aos íons de

cálcio livres no citoplasma das células musculares lisas dos brônquios, acarretando o

relaxamento das mesmas. Além de inibir a liberação de acetilcolina e a degranulação

dos mastócitos (SHAH & HIRSHMAN, 1986), os anestésicos voláteis podem impedir

a formação dos complexos antígeno-anticorpo (ENRIGHT, 2004), atuar diretamente

sobre as fibras musculares lisas, induzindo seu relaxamento, e atenuar o reflexo

broncoconstrictor na vigência de hipercapnia (HIRSHMAN et al., 1982). O efeito dos

18

halogenados no sistema respiratório é dose-dependente (MERCIER et al., 1995;

CHOI et al., 1997; ROOKE et al., 1997). A broncodilatação está associada a uma

melhor distribuição da ventilação, menor aprisionamento de ar e com a redução da

resistência pulmonar nas vias aéreas dos asmáticos.

Por todas as razões supracitadas, os anestésicos inalatórios envolvidos no

presente estudo e cujas características primárias estão resumidas na Tabela 1, têm

sido utilizados para anestesia geral em pacientes portadores de doenças pulmonares

obstrutivas há vários anos, sendo inclusive eventualmente empregados como

alternativas terapêuticas na asma refratária ao tratamento convencional (COLACO et

al., 1978; O'ROURKE & CRONE, 1982; SCHWARTZ, 1984; BAYLIFF et al., 1985;

ROSSEEL et al., 1985; BIERMAN et al., 1986; ECHEVERRIA et al., 1986; PARNASS

et al., 1987; REVELL et al., 1988; JOHNSTON et al., 1990; SAULNIER et al., 1990;

GONZALEZ MARTIN et al., 1992; TAKISE et al., 1992; SHIBATA et al., 1993;

MALTAIS et al., 1994; PEDERSEN et al., 1994; SADA-CIESLAR et al., 1995; JAGODA

et al., 1997; MIYAGI et al., 1997; PADKIN et al., 1997; RICE et al., 1998; QUE &

LUSAYA, 1999; WHEELER et al., 2000; REVICH et al., 2001; MUTLU et al., 2002;

BAIGEL, 2003; MAZZEO et al., 2004; RESTREPO et al., 2005; SCHULTZ, 2005;

SHANKAR et al., 2006; WATANABE et al., 2008).

Asma refratária, estado asmático ou “status asmaticus” consiste numa

exacerbação aguda, intensa e contínua do estado de asma que não responde ao

esquema terapêutico usual após 30 a 60 minutos, tendendo a evoluir

progressivamente para insuficiência respiratória grave. O termo estado asmático ou

asma refratária relaciona-se àqueles casos nos quais a condição do paciente se

deteriora continuamente, a despeito da implementação de medidas farmacológicas

agressivas, e persiste por mais de 24 horas (JAGODA et al., 1997). Os termos

descritivos do estado de mal asmático incluem "asma com risco de morte" ou asma

"quase fatal".

Asma refratária, estado asmático ou “status asmaticus” consiste numa

exacerbação aguda, intensa e contínua do estado de asma que não responde ao

esquema terapêutico usual após 30 a 60 minutos, tendendo a evoluir

progressivamente para insuficiência respiratória grave. O termo estado asmático ou

asma refratária relaciona-se àqueles casos nos quais a condição do paciente se

deteriora continuamente, a despeito da implementação de medidas farmacológicas

agressivas, e persiste por mais de 24 horas (JAGODA et al., 1997). Os termos

19

descritivos do estado de mal asmático incluem "asma com risco de morte" ou asma

"quase fatal".

Tabela 1. Propriedades físico-químicas dos anestésicos inalatórios

Propriedades Físico-químicas

Isoflurano Halotano Sevoflurano

Peso Molecular 184.5 197.4 200.05

Ponto de Ebulição (°C) 48.5 50.2 58.5

Pressão de vapor (mmHg 20°C)

295 242 160

λ * sangue/gás 1.48 2.4 0.65

λ * óleo/gás 91 224 53

λ * cérebro/gás 3.65 4.08 1.7

λ * fígado/gás 3.5 7.24 1.8

λ * rim/gás 1.98 4.02 1.2

λ * músculo/gás 5.58 6.72 3.1

λ * gordura/gás 94.5 185 48

% biodegradação 0.17 20 4.65

**CAM50 (%) 1.15 0.75 2.0

λ*= Coeficiente de partição a 37°C. **CAM50 = Concentração alveolar mínima que extingue o movimento em resposta a uma incisão cirúrgica em 50% dos pacientes. Valores médios usados para fins de comparação.

Em tais situações críticas, a anestesia inalatória e sedação profunda são

recursos que têm sido utilizados com sucesso desde o início da década de 1950, na

terapia intensiva de crianças e adultos, por atenuarem a broncoconstrição

(SCHWARTZ, 1984; BAYLIFF et al., 1985), melhorarem a ventilação e oxigenação,

20

facilitarem a remoção de secreções das vias aéreas (MERCIER et al., 1995) e por

reduzirem o metabolismo cerebral (MAZZEO et al., 2004). Vários casos têm sido

reportados na literatura, evidenciando os efeitos benéficos dos anestésicos inalatórios

sobre o volume corrente, o pH e a PaCO2 (ROSSEEL et al., 1985; BIERMAN et al.,

1986; ECHEVERRIA et al., 1986; PARNASS et al., 1987; JOHNSTON et al., 1990;

SAULNIER et al., 1990; GONZALEZ MARTIN et al., 1992; TAKISE et al., 1992;

SHIBATA et al., 1993; MALTAIS et al., 1994; JAGODA et al., 1997; MIYAGI et al.,

1997; PADKIN et al., 1997; QUE & LUSAYA, 1999; WHEELER et al., 2000; REVICH

et al., 2001; MUTLU et al., 2002; BAIGEL, 2003; RESTREPO et al., 2005; SCHULTZ,

2005; SHANKAR et al., 2006; WATANABE et al., 2008).

O isoflurano [2-cloro-2-(difluorometoxi)-1,1,1-trifluoro-etano] é um éter

halogenado não inflamável nem explosivo utilizado na anestesia por inalação. Seu

coeficiente de partição sangue/gás permite indução e despertar rápidos, embora seu

odor pungente e algo irritante seja desvantajoso neste sentido. O isoflurano deprime

a ventilação, porém menos do que halotano, reduz o volume corrente e aumenta a

frequência respiratória (MILLER, 2010). A sua mais marcante característica em

relação ao aparelho cardiovascular é a estabilidade conferida ao ritmo cardíaco,

mesmo na presença de catecolaminas. Reduz a pressão arterial sistêmica, pois

diminui a resistência periférica total, mas em contrapartida, promove elevação da

frequência cardíaca. O isoflurano reduz o consumo de oxigênio pelo miocárdio, mas

a "perfusão luxuriosa" pode estar presente nos coronariopatas (MILLER, 2010). A

vasodilatação produzida pelo isoflurano aumenta o fluxo sanguíneo cerebral e a

pressão intracraniana. Deprime a transmissão neuromuscular e a contratilidade da

musculatura esquelética, produzindo relaxamento muscular adequado para os

procedimentos cirúrgicos com uso mínimo de bloqueadores neuromusculares. Sua

biotransformação é mínima e seu grau de toxicidade renal ou hepática é baixo

(MILLER, 2010).

O isoflurano possui propriedades broncodilatadoras e tem sido utilizado como

adjuvante no tratamento da asma refratária ao tratamento convencional (BIERMAN et

al., 1986; REVELL et al., 1988; JOHNSTON et al., 1990; MALTAIS et al., 1994;

MIYAGI et al., 1997; RICE et al., 1998; WHEELER et al., 2000; SHANKAR et al.,

2006).

Johnston et al. (JOHNSTON et al., 1990) observaram quatro pacientes, dois

adultos e duas crianças, com quadro de asma grave e que não respondiam

21

satisfatoriamente ao tratamento com doses elevadas de broncodilatadores. Eles

relataram rápida melhora clínica após a instauração da ventilação com isoflurano em

concentrações que variaram de 0.5 a 2%.

Em 1994, Maltais e colaboradores (MALTAIS et al., 1994) descreveram os

efeitos do isoflurano sobre a mecânica ventilatória de três pacientes adultos com mal

asmático. Após a ventilação mecânica com isoflurano eles observaram queda da

resistência ins e expiratória, da hiperinsuflação pulmonar e da pressão expiratória

positiva final (PEEP) intrínseca. Também Wheeler et al. em 2000 (WHEELER et al.,

2000), e Shankar et al., em 2006 (SHANKAR et al., 2006), demonstraram que, em

crianças internadas na unidade de tratamento intensivo (UTI) com mal asmático e sem

resposta terapêutica ao tratamento clínico convencional, a ventilação com o isoflurano

em concentrações variáveis entre 0.5 e 1.5%, produzia uma rápida melhora nos

parâmetros ventilatórios, com redução da pressão máxima das vias aéreas, da PaCO2

e elevação do pH. A terapia com isoflurano evitou complicações como barotrauma,

hiperinsuflação dinâmica, deterioração cardiovascular e o tratamento com circulação

extracorpórea. O único efeito colateral observado em alguns dos pacientes foi a

hipotensão arterial, decorrente da vasodilatação induzida pelo isoflurano, facilmente

corrigida com a administração de inotrópicos e soluções cristalóides (WHEELER et

al., 2000; SHANKAR et al., 2006). Já Miyagi et al. (MIYAGI et al., 1997) não

evidenciaram quaisquer efeitos colaterais, nem mesmo após tratamento prolongado

(202 h) com isoflurano a 1% em um adolescente com “status asmaticus”.

O halotano (2-bromo-2-cloro-1,1,1-trifluoretano) é um halogenado e derivado

alcano. Apresenta-se sob a forma de um líquido incolor, volátil e de odor agradável,

cuja associação com o oxigênio permite seu uso como anestésico inalatório,

promovendo indução e despertar rápidos da anestesia (MILLER, 2010). Foi

introduzido na prática anestesiológica na década de 60 e durante muito tempo foi

amplamente utilizado por ser um anestésico inalatório não inflamável, substituindo

anestésicos inflamáveis que existiam na época, como o éter etílico.

O halotano é um anestésico potente e a sua administração deve ser controlada

com precisão, pois até mesmo nas concentrações anestésicas normais produz

depressão miocárdica e respiratória, bradicardia e vasodilatação, com consequente

queda da pressão arterial (MILLER, 2010). O halotano pode deflagrar a hipertermia

maligna e seu uso está também relacionado com toxicidade hepática (MILLER, 2010).

22

Desde 1978, Hirshman e Bergman (HIRSHMAN & BERGMAN, 1978) já haviam

demonstrado que o halotano atenuava o broncoespasmo e reduzia a resistência

pulmonar em cães com hiper-reatividade brônquica. Mais tarde, Shah e Hirshman

(SHAH & HIRSHMAN, 1986), estudando cães com broncoconstrição induzida pela

histamina, revelaram que o halotano promovia broncodilatação através da inibição do

reflexo vagal e Warner e Vetterman (WARNER et al., 1989) comprovaram que, na

vigência de estimulação vagal, o halotano atuava não só reduzindo a resistência das

vias aéreas, mas também diminuindo a resistência nos tecidos pulmonares.

A partir daí, buscando a melhoria dos parâmetros ventilatórios nos pacientes

asmáticos e uma resposta clínica satisfatória nos casos de asma refratária, aliada a

menor incidência dos efeitos adversos do halotano, surgiu a ideia da terapia inalatória

com baixas doses de halotano. Observou-se que concentrações subanestésicas (0.2

a 0.5%) de halotano administradas sob máscara a pacientes com mal asmático eram

capazes de evitar a intubação traqueal e a ventilação mecânica (PADKIN et al., 1997;

BAIGEL, 2003). Além disso, o uso bem sucedido do halotano na asma aguda grave

em concentrações entre 0.5 e 2%, em pacientes sob regime de ventilação mecânica

também foi reportado em alguns relatos de casos (COLACO et al., 1978; O'ROURKE

& CRONE, 1982; SCHWARTZ, 1984; BAYLIFF et al., 1985; ROSSEEL et al., 1985;

ECHEVERRIA et al., 1986; SAULNIER et al., 1990; PADKIN et al., 1997; REVICH et

al., 2001; BAIGEL, 2003; RESTREPO et al., 2005). Hipotensão arterial consequente

à depressão miocárdica induzida pelo halotano e irritabilidade miocárdica, sobretudo

na presença de acidose e em associação com β-agonistas e teofilina, deflagrando

arritmias cardíacas potencialmente graves foram alguns dos efeitos colaterais

observados. Nesse contexto, DeNicola e Aboudan observaram grande instabilidade

hemodinâmica em uma criança, com grave insuficiência respiratória, ventilada com

halotano associado ao isoproterenol e teofilina (DENICOLA & ABOUDAN, 1990).

Em virtude das limitações no que tange às suas propriedades

farmacodinâmicas e após o advento do sevoflurano, cujo perfil farmacológico é bem

mais favorável e seguro, a utilização do halotano na anestesiologia sofreu expressiva

redução nas últimas décadas, já tendo sido o seu uso completamente abandonado

em diversos países (MILLER, 2010). Todavia, no Brasil o halotano continua a ser

utilizado em muitos locais e ainda é bastante presente na clínica veterinária, devido

principalmente ao seu baixo custo comparativamente aos outros agentes halogenados

hoje disponíveis no mercado.

23

O sevoflurano [fluorometil 2, 2, 2 trifluoro-1-(trifluorometil)] é um potente

anestésico inalatório halogenado, derivado do éter metilpropil que foi desenvolvido no

final da década de 60 nos Estados Unidos, mas somente a partir de 1992 foi

comercializado para o resto do mundo, sendo hoje o anestésico inalatório mais

amplamente utilizado na prática clínica anestesiológica.

Comparando-se os custos, observa-se que, embora a concentração alveolar

mínima (CAM) do sevoflurano seja maior (potência menor) que a do isoflurano, a baixa

solubilidade no sangue reduz o consumo, além de permitir um melhor controle da

profundidade do plano anestésico (MILLER, 2010).

Apresenta excelente estabilidade hemodinâmica (BERNARD et al., 1990;

FRINK et al., 1992), indução rápida e despertar precoce pela sua baixa solubilidade

tissular e sanguínea, baixa irritabilidade de vias aéreas (DOI & IKEDA, 1993) e

também a sua utilização segura e eficaz como anestésico inalatório na população

pediátrica (LERMAN et al., 1994), na qual sua aceitação tem se tornado cada vez mais

frequente pela sua combinação de características que tornam a indução inalatória

mais suave e fácil (baixa solubilidade tissular e sanguínea, baixa irritação de vias

aéreas e odor agradável).

O sevoflurano assegura indução inalatória rápida. Sabe-se que a velocidade de

indução anestésica depende de fatores ligados ao paciente (ventilação alveolar,

débito cardíaco), ao anestésico (baixa solubilidade tissular e sanguínea), ao valor da

CAM e ao modo como o anestésico é administrado durante a indução anestésica

(concentração inspirada máxima ofertada, taxa de aumento da concentração

inspirada) (MILLER, 2010). O sevoflurano tem se mostrado um agente anestésico

adequado para indução inalatória rápida com capacidade vital forçada, mostrando-se

de especial utilidade nas crianças e sua tolerância é muito boa quando administrado

sob máscara (NAITO et al., 1991; LERMAN et al., 1994; SARNER et al., 1995). Tosse

e apneia voluntária ocorrem infrequentemente; laringoespasmo e broncoespasmo são

raros. Movimentos involuntários transitórios como excitação e agitação podem ocorrer

durante a indução, mas a incidência destes efeitos se reduz quando se associa o N2O

ao sevoflurano (SARNER et al., 1995).

A biotransformação de anestésicos voláteis é de considerável interesse porque

há associações conhecidas entre o metabolismo de certos anestésicos e toxicidades

orgânicas conhecidas. Como todos anestésicos voláteis fluorinados, o sevoflurano

sofre biotransformação, dando origem a metabólitos orgânicos e inorgânicos

24

fluorados. É metabolizado no fígado pelo citocromo P450, dando origem a

hexafluoroisopropanol e fluoreto inorgânico (KHARASCH & THUMMEL, 1993) que

são estáveis e não parecem ser reativos. O hexafluoroisopropanol é rapidamente

conjugado e somente detectado na urina de adultos; entretanto, fluoretos inorgânicos

têm sido quantificados em crianças e adultos.

Do ponto de vista cardiovascular, o sevoflurano mantém parâmetros

hemodinâmicos bastante estáveis (débito e frequência cardíacos) e arritmias são

raras, resolvendo-se espontaneamente (NAITO et al., 1991; LERMAN et al., 1994;

SARNER et al., 1995). Suas propriedades vasodilatadoras no território coronariano

parecem ser menores que as do isoflurano e não foram relacionadas com a

redistribuição de fluxo coronariano (síndrome do roubo coronariano). O sevoflurano

reduz a contratilidade miocárdica de maneira similar ao isoflurano, mas não

potencializa as arritmias cardíacas induzidas pela epinefrina. Ele reduz também as

respostas barorreflexas de maneira similar aos outros anestésicos voláteis.

O sevoflurano, como a maioria dos anestésicos inalatórios, deprime a função

ventilatória (aumenta a PaCO2 e reduz o volume minuto) e, na ausência de dor ou

qualquer estímulo, a anestesia profunda pode levar à hipoventilação e apneia.

Kochi e colaboradores (KOCHI et al., 1991), avaliaram os efeitos do sevoflurano

e do halotano sobre o centro respiratório. Para tal finalidade, pacientes submetidos a

procedimentos cirúrgicos de curta duração foram anestesiados com 1 CAM de

sevoflurano ou halotano. Eles observaram que a duração do ciclo respiratório foi maior

com sevoflurano do que com halotano, sugerindo que tais anestésicos atuavam de

maneira diferente sobre os músculos do diafragma e da caixa torácica. Postulou-se

então, que o halotano e o sevoflurano teriam efeitos diferentes sobre o controle

respiratório central.

Mitsuhata e colaboradores, em 1994 (MITSUHATA et al., 1994), constataram

que o aumento de resistência pulmonar induzido pela anafilaxia era atenuado pela

anestesia com sevoflurano. Nesse contexto, Park e colaboradores, em 1998 (PARK

et al., 1998), observaram que o efeito broncodilatador do sevoflurano dependia

apenas em parte da integridade do epitélio brônquico, que se mostrava diminuído

quando o epitélio se apresentava alterado.

Em um estudo envolvendo 66 pacientes não-asmáticos, Rooke e colaboradores

(ROOKE et al., 1997) compararam o grau da broncodilatação produzida pela

anestesia com halotano, isoflurano e sevoflurano. Eles examinaram o efeito dos

25

referidos anestésicos na broncoconstrição provocada pela intubação traqueal durante

a indução da anestesia. Para tal, Rooke e colaboradores mediram a resistência do

sistema respiratório (Rrs) 10 minutos após a intubação traqueal. Os autores

concluíram que a Rrs foi significativamente menor (p < 0,05) após a anestesia com o

sevoflurano do que com o isoflurano ou com o halotano (sevoflurano = 58 ± 14%,

isoflurano = 75 ±- 13% e halotano = 69 ± 20%).

Seguindo a mesma linha de investigação, Goff e colaboradores (GOFF et al.,

2000) mediram a Rrs em 50 indivíduos não-asmáticos submetidos à intubação

traqueal, após 10 minutos da anestesia com sevoflurano ou desflurano. Eles

verificaram que o sevoflurano reduziu a Rrs em 15%, produzindo broncodilatação,

enquanto que o desflurano elevou a Rrs em 5%.

Em contrapartida, Habre e colaboradores (HABRE et al., 1999) estudaram a

função pulmonar de 44 crianças asmáticas e não-asmáticas, submetidas à anestesia

geral com sevoflurano em diferentes concentrações. As crianças foram mantidas em

ventilação espontânea durante todo o procedimento. A mensuração da Rrs foi

efetuada antes e imediatamente após a inserção do tubo traqueal com sevoflurano na

concentração de 3%. Sob tais condições, os autores evidenciaram um aumento da

Rrs nas crianças asmáticas (18%), enquanto que nas crianças não-asmáticas, a

variação da Rrs não se mostrou estatisticamente significativa. Quando a concentração

do sevoflurano foi aumentada, a queda na Rrs foi similar nos dois grupos estudados.

Devemos, porém, tecer alguns comentários sobre a metodologia da investigação

desenvolvida pelo grupo de Habre:

a) a medida dos parâmetros mecânicos foi realizada somente durante a fase

expiratória do ciclo respiratório;

b) as crianças estudadas possuíam idades diferentes, o que, sabidamente, influencia

na CAM do anestésico;

c) a medição da Rrs foi realizada imediatamente após a intubação traqueal e sabe-

se que a instrumentação da via aérea é causa comum e frequente de

broncoconstrição mediada pelo sistema nervoso parassimpático e também pela

ativação das fibras C aferentes (BARNES, 1996), mesmo em indivíduos não-

asmáticos;

d) os autores não subtraíram da Rrs os valores relativos à resistência do tubo

traqueal, cujo diâmetro variou entre os indivíduos estudados.

26

Por conseguinte, os resultados obtidos por Habre e colaboradores, devem ser

considerados com extrema cautela e o aumento da Rrs observado não deve ser

imputado unicamente ao sevoflurano.

Em 2001, Correa e colaboradores (CORREA et al., 2001) realizaram um estudo

no qual as propriedades mecânicas do sistema respiratório foram subdivididas nos

seus componentes resistivo, elástico e viscoelástico/inomogêneo, a fim de delinear os

efeitos e os locais de ação do sevoflurano no pulmão de ratos Wistar normais. Seus

resultados indicaram que, diferentemente do que já fora previamente reportado com

outros anestésicos halogenados, como o halotano e isoflurano, o sevoflurano agia não

somente nas vias aéreas, mas também na periferia do pulmão. Entretanto, com

relação aos efeitos do sevoflurano sobre a mecânica pulmonar, Correa e seus

colaboradores não detectaram variações na resistência das vias aéreas, mas

observaram um aumento na viscoelastidade/inomogeneidade e na elastância dos

tecidos pulmonares. A análise da histologia revelou um aumento das áreas de colapso

e hiperinsuflação alveolares, além da presença de grande quantidade de secreção

nas vias aéreas centrais e periféricas em comparação com os controles por eles

estudados, o que poderia justificar o aumento das inomogeneidades pulmonares

observado pelo grupo de Correa nos ratos anestesiados com sevoflurano, se

contrapondo a uma queda presumível na resistência das vias aéreas.

Em 2004, Takala e colaboradores (TAKALA et al., 2004) quantificaram alguns

mediadores inflamatórios no fluido do lavado broncoalveolar de porcos anestesiados

com o sevoflurano. Eles observaram aumento nos leucotrienos, principalmente do

leucotrieno C4, bem como uma elevação nos compostos nitrogenados (nitratos e

nitritos), sugerindo que a anestesia com o sevoflurano ocasionava uma resposta

inflamatória. Além do mais, constataram diminuição significativa na contagem de

leucócitos no sangue periférico dos animais estudados.

Em 2007, nosso grupo (BURBURAN et al., 2007a) estudou os efeitos do

sevoflurano sobre a mecânica e histologia pulmonares em um modelo murino de asma

crônica, reportando que a anestesia com o sevoflurano induzia broncodilatação e

diminuía a pressão resistiva pulmonar nos camundongos asmáticos e também nos

controles normais. Nos animais asmáticos, o sevoflurano foi capaz também de diminuir

as inomogeneidades e a elastância estática do pulmão. Essas alterações funcionais

decorreram da dilatação das vias aéreas distais e das unidades contráteis do

parênquima pulmonar. A análise da morfometria confirmou menor índice de

27

broncoconstrição e da fração de colapso alveolar nos animais que receberam anestesia

com o sevoflurano, indicando que este agente pode ser útil para diminuir as

inomogeneidades presentes na asma crônica. Além disso, nas análises histológicas

efetuadas, contrariando os achados de Correa e colaboradores (CORREA et al., 2001),

não detectamos a presença de secreções nas vias aéreas centrais ou distais, nem

mesmo nos espécimes asmáticos.

Além do isoflurano e do halotano, relatos de casos clínicos envolvendo o uso

do sevoflurano no tratamento da asma refratária também têm sido documentados

(MORI et al., 1996; QUE & LUSAYA, 1999; MAZZEO et al., 2004; SCHULTZ, 2005;

WATANABE et al., 2008; NADAUD et al., 2009; SCHUTTE et al., 2013). Nesse

contexto, a terapia inalatória com sevoflurano se mostrou eficaz e segura, mesmo

quando instituída por períodos prolongados (MORI et al., 1996; WATANABE et al.,

2008).

A eficácia da inalação do sevoflurano associado à mistura de hélio e oxigênio

(Heliox) na reversão do mal asmático foi descrita por Nadaud et al. (NADAUD et al.,

2009) que relataram o caso de uma paciente de 46 anos com asma grave, a qual, a

despeito do tratamento clínico convencional em doses máximas e até mesmo após a

instituição da ventilação mecânica com Heliox, continuava a apresentar progressiva

deterioração dos parâmetros ventilatórios e hemodinâmicos. Após a introdução do

sevoflurano na concentração de 0.6% na mistura de Heliox, observou-se pronta

reversão do broncoespasmo, normalização do volume minuto e correção da acidose

respiratória.

Mais recentemente, Schutte et colaboradores (SCHUTTE et al., 2013)

reportaram a inalação de sevoflurano em 7 crianças, entre 4 e 13 anos de idade, com

asma grave refratária ao tratamento clínico usual, intubadas e ventiladas

mecanicamente na UTI pediátrica. Seis das crianças apresentaram melhora imediata

dos parâmetros ventilatórios e gasométricos. Hipotensão arterial foi a única alteração

hemodinâmica observada em 5 crianças, mas que foi prontamente revertida com

drogas vasoativas. Apenas uma criança, diagnosticada posteriormente com quadro

de pneumonia associada à SDRA, não evidenciou melhora após o tratamento com

sevoflurano.

28

2 JUSTIFICATIVA

A asma representa um grande problema de saúde pública tendo taxas de

prevalência bastante elevadas e crescentes (GINA, 2012), sendo a doença crônica

mais frequente na população pediátrica (ARIF et al., 2004; GINA, 2012).

Apesar de grandes avanços na compreensão da importância da inflamação

crônica e do remodelamento como componentes-chave da asma e dos diversos

mecanismos fisiopatológicos envolvidos na redução do calibre das vias aéreas, o

conhecimento atual se revela insuficiente no que concerne aos mecanismos e locais

de ação dos anestésicos voláteis no pulmão do paciente asmático.

Diversos estudos relataram o uso bem sucedido dos anestésicos halogenados

em pacientes com doenças pulmonares obstrutivas e no tratamento da asma refratária

(ROSSEEL et al., 1985; BIERMAN et al., 1986; ECHEVERRIA et al., 1986; PARNASS

et al., 1987; JOHNSTON et al., 1990; SAULNIER et al., 1990; GONZALEZ MARTIN et

al., 1992; TAKISE et al., 1992; SHIBATA et al., 1993; MALTAIS et al., 1994;

PEDERSEN et al., 1994; SADA-CIESLAR et al., 1995; JAGODA et al., 1997; MIYAGI

et al., 1997; PADKIN et al., 1997; QUE & LUSAYA, 1999; WHEELER et al., 2000;

REVICH et al., 2001; MUTLU et al., 2002; BAIGEL, 2003; MAZZEO et al., 2004;

RESTREPO et al., 2005; SCHULTZ, 2005; SHANKAR et al., 2006; WATANABE et al.,

2008). Ademais, os efeitos de anestésicos halogenados foram avaliados em modelos

de hiper-reatividade da via aérea ou broncoconstrição aguda (HERMENS et al., 1984;

SHAH & HIRSHMAN, 1986; WARNER et al., 1989; WARNER et al., 1990; BROWN et

al., 1993; KATOH & IKEDA, 1994; MITSUHATA et al., 1994; SATO et al., 1995;

HABRE et al., 1997; HABRE et al., 2001; BURBURAN et al., 2007b). Entretanto, tais

modelos não acarretam remodelamento, o que não reproduz as condições

verdadeiramente encontradas na asma crônica. Neste contexto, e com relação aos

efeitos respiratórios dos anestésicos voláteis e a sua adequação para uso em

pacientes asmáticos crônicos, cujas vias aéreas apresentam-se remodeladas, a

literatura até o presente se mostra bastante limitada e os poucos estudos realizados

apresentam resultados controversos que sugerem que os anestésicos halogenados

atuam de modo distinto nos sítios pulmonares (BURBURAN et al., 2007a).

Recentemente, nosso grupo estudando os efeitos do sevoflurano sobre a

mecânica e histologia pulmonares em um modelo murino de asma alérgica crônica

29

(BURBURAN et al., 2007a) observou que o sevoflurano induziu broncodilatação e

redução do colapso alveolar associado à diminuição da resistência de vias aéreas

centrais e periféricas.

Entretanto, até o momento, nenhum estudo comparou o efeito do sevoflurano

com outros halogenados frequentemente utilizados (halotano e isoflurano) em modelo

murino de asma alérgica crônica.

Outrossim, sabe-se que a reação inflamatória crônica é um achado sempre

presente nos pacientes asmáticos crônicos, sendo um fator determinante na

fisiopatologia da doença. A infiltração do trato respiratório por células inflamatórias

associa-se à ativação dos mastócitos e linfócitos Th2, com a consequente liberação

de diversos mediadores químicos como a histamina, leucotrienos, citocinas e

interleucinas. (BOUSQUET et al., 2000; BUSSE et al., 2004; TLIBA et al., 2008; VAN

HOVE et al., 2008; TILLIE-LEBLOND et al., 2009; WOODRUFF et al., 2009).

Em 2004, Takala e colaboradores (TAKALA et al., 2004) quantificaram alguns

mediadores inflamatórios no BALF de porcos normais anestesiados com o sevoflurano

e relataram aumento nos leucotrienos bem como redução significativa na contagem

de leucócitos no sangue periférico dos animais estudados, sugerindo que o

sevoflurano ocasionava uma resposta inflamatória. Todavia, mais recentemente,

outros estudos in vitro envolvendo modelos de lesão alveolar aguda e sevoflurano

foram descritos (SUTER et al., 2007; YUE et al., 2008; STEURER et al., 2009) e,

contrariando os resultados obtidos pelo grupo de Takala e colaboradores, revelaram

um efeito citoprotetor e imunomodulador do sevoflurano sobre os tecidos pulmonares

lesados. Similarmente, Hofstetter et al. (HOFSTETTER et al., 2005; HOFSTETTER et

al., 2007), estudando ratos endotoxêmicos, observaram redução significativa nos

níveis de TNF-α, IL-1β e dos nitritos após a inalação com isoflurano e com sevoflurano.

De Conno e colaboradores (DE CONNO et al., 2009) verificaram queda significativa

dos mediadores inflamatórios no BALF de pacientes anestesiados com sevoflurano

durante ventilação pulmonar seletiva para cirurgia torácica.

Os estudos supracitados demonstraram efeitos controversos dos halogenados

em pulmões normais e em modelos de inflamação aguda, que em tudo difere da

complexidade do processo inflamatório presente na asma alérgica crônica. Neste

contexto, a literatura ainda se mostra escassa, não existindo, até momento, estudos

analisando os efeitos dos anestésicos voláteis sobre o processo inflamatório e o

estresse oxidativo em modelo de asma crônica.

30

Por conseguinte, no presente estudo avaliaram-se os efeitos moleculares do

isoflurano, halotano e do sevoflurano sobre a expressão gênica de mediadores

associados à inflamação, fibrogênese, angiogênese e ao estresse oxidativo em

modelo murino de asma alérgica crônica.

31

3 OBJETIVOS

3.1 OBJETIVO GERAL

Comparar os efeitos da anestesia inalatória com isoflurano, halotano e

sevoflurano sobre a mecânica e histologia pulmonares e a expressão de mediadores

associados a inflamação, remodelamento e estresse oxidativo em modelo murino de

asma alérgica crônica.

3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS

A fim de atingirmos o supracitado objetivo, adotamos as seguintes ações:

a) estudo do comportamento da resistência das vias aéreas e elastância

estática do pulmão;

b) análise da morfometria pulmonar;

c) mensuração dos níveis relativos do RNAm e a expressão gênica dos

mediadores TNF-α, TGF-β e VEGF, bem como do Nrf2, da Sirt-1, da

catalase e da GPx no tecido pulmonar com o intuito de avaliar os possíveis

mecanismos de ação do isoflurano, halotano e sevoflurano.

32

4 MATERIAIS E MÉTODOS

4.1 ANIMAIS UTILIZADOS

O presente estudo foi aprovado pelo Comitê de Ética com Uso de Animais do

Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho (CEUA-019), do Centro de Ciências da

Saúde da Universidade Federal do Rio de Janeiro. Todos os animais receberam

atenção e cuidados em concordância com os “Princípios do Cuidado em Animais de

Laboratório” da Sociedade Nacional de Pesquisa Médica e pelo “Guide for the Care

and Use of Laboratory Animals” elaborado pela Academia Nacional de Ciências, EUA.

Foram utilizados cinquenta e seis camundongos saudáveis da linhagem

BALB/c, do sexo masculino, oriundos do Laboratório de Investigação Pulmonar do

Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho da Universidade Federal do Rio de Janeiro.

Todos os animais tinham 6 semanas de idade e peso entre 15 e 20 g. Durante 47 dias,

os camundongos foram mantidos em estantes ventiladas com gaiolas microisoladoras

com o intuito de inibir a propagação de agentes infecciosos entre eles, bem como

entre os pesquisadores e os animais, e vice-versa. Além disso, a fim de evitar

contaminação e infecções pulmonares, todos os materiais e substâncias utilizados

foram adequadamente esterilizados. Os cuidados e o manuseio para todos os animais

foram idênticos, assim como a alimentação, a água e o ciclo dia/noite de 12 horas.

4.2 PROTOCOLO EXPERIMENTAL

Inicialmente, os 56 camundongos foram divididos, aleatoriamente, em dois

grupos experimentais:

a) Grupo ASMA: 28 camundongos. Os animais foram sensibilizados e desafiados

com ovalbumina;

b) Grupo SALINA: 28 camundongos. Os animais foram submetidos ao mesmo

protocolo aplicado no grupo ASMA, porém receberam apenas solução salina.

Vinte e quatro horas após o último desafio, os animais dos grupos descritos

acima foram submetidos à anestesia com pentobarbital sódico (CTRL), isoflurano

(ISO), halotano (HALO), ou sevoflurano (SEVO), constituindo então os seguintes

grupos:

33

Grupo ASMACTRL: 7 camundongos. Os animais foram sensibilizados e

desafiados com ovalbumina e anestesiados com pentobarbital sódico;

Grupo ASMAISO: 7 camundongos. Os animais foram sensibilizados e

desafiados com ovalbumina e anestesiados com isoflurano;

Grupo ASMAHALO: 7 camundongos. Os animais foram sensibilizados e

desafiados com ovalbumina e anestesiados com halotano;

Grupo ASMASEVO: 7 camundongos. Os animais foram sensibilizados e

desafiados com ovalbumina e anestesiados com sevoflurano;

Grupo SALCTRL: 7 camundongos. Os animais receberam solução salina

obedecendo ao mesmo protocolo dos animais do grupo ASMA, sendo

posteriormente anestesiados com pentobarbital sódico.

Grupo SALISO: 7 camundongos. Os animais receberam solução salina

obedecendo ao mesmo protocolo dos animais do grupo ASMA, sendo

posteriormente anestesiados com isoflurano;

Grupo SALHALO: 7 camundongos. Os animais receberam solução salina

obedecendo ao mesmo protocolo dos animais do grupo ASMA, sendo

posteriormente anestesiados com halotano;

Grupo SALSEVO: 7 camundongos. Os animais receberam solução salina

obedecendo ao mesmo protocolo dos animais do grupo ASMA, sendo

posteriormente anestesiados com sevoflurano;

Na Figura 1 encontram-se representados, de modo esquemático, os grupos

experimentais obtidos.

4.3 SENSIBILIZAÇÃO

Nos grupos ASMACTRL, ASMAISO, ASMAHALO e ASMASEVO, os animais

foram sensibilizados através de sete injeções intraperitoneais (IP) de 10 g de

ovalbumina diluída em 0.1 ml de solução salina durante sete dias alternados. Por sua

vez, os camundongos dos grupos SALCTRL, SALISO, SALHALO e SALSEVO,

receberam sete injeções IP de 0.1 ml de solução salina estéril durante sete dias

alternados (XISTO et al., 2005).

34

Figura 1. Caracterização dos grupos experimentais.

4.4 DESAFIO INTRATRAQUEAL

Quarenta dias após o início da sensibilização, o desafio intratraqueal foi

realizado de acordo com o seguinte protocolo padrão adotado para este modelo de

experimentação (XISTO et al., 2005):

a) três instilações intratraqueais com 0.1 ml de solução de ovalbumina (20 g

de ovalbumina diluídos em 20 l de solução salina estéril) com um intervalo

de 3 dias entre cada instilação (grupos ASMA) ou

b) três instilações com 0.1 ml de solução salina estéril com um intervalo de 3

dias entre cada instilação (grupos SAL).

Para tal, inicialmente os camundongos foram anestesiados com sevoflurano

inalatório e sua traqueia exposta através de uma incisão longitudinal mediana de 0.5

cm na região cervical anterior. Imediatamente após a instilação, efetuou-se a sutura

da incisão cervical com fio de seda 5.0. Somente depois de totalmente recuperados

da anestesia os animais foram devolvidos às suas gaiolas microisoladoras de origem.

35

Na Figura 2 encontra-se uma representação esquemática do modelo de

indução de asma alérgica crônica.

Figura 2. Modelo de indução de asma alérgica crônica.

4.5 MEDIDA DA MECÂNICA PULMONAR

Vinte e quatro horas após o último desafio, os animais foram pesados (balança

Filizola, modelo BR, fabricada por Indústrias Filizola S.A., SP, Brasil). Posteriormente,

21 animais do grupo ASMA (grupo ASMAISO n=7, grupo ASMAHALO n=7, grupo

ASMASEVO n =7), e 21 animais do grupo SAL (grupo SALISO n=7, grupo SALHALO

n=7, grupo SALSEVO n=7) foram anestesiados com isoflurano, halotano ou

sevoflurano, respectivamente, administrados sob máscara. Para tal finalidade, foram

utilizados vaporizadores calibrados específicos para cada agente (HB, RJ, Brasil).

Além disso, 7 animais do grupo ASMA (grupo ASMACTRL) e 7 do grupo SAL

(grupo SALCTRL) foram sedados com diazepam (1 mg IP) e anestesiados com

pentobarbital sódico (70 mg/kg IP).

Durante a fase inicial do procedimento, e com o animal ainda respirando

espontaneamente, a aferição do nível da anestesia foi feita através da verificação do

diâmetro pupilar e do reflexo fotomotor, além da resposta motora à estimulação do

terço médio da cauda do camundongo. Nos casos em que o nível da anestesia se

mostrou insuficiente ou excessivo, efetuaram-se pequenos incrementos ou

36

decrementos, respectivamente, na concentração do anestésico até adequação do

plano anestésico.

Depois de anestesiados, os animais foram colocados em uma pequena mesa

sob foco cirúrgico, em decúbito dorsal, sendo seus membros fixados por esparadrapo.

Os membros superiores foram mantidos estendidos a 90 graus em relação ao corpo

e os membros inferiores estendidos em diagonal.

Após o posicionamento cirúrgico, foi realizada uma pequena incisão

longitudinal mediana de 0.5 cm na região anterior do pescoço do animal. Os tecidos

adjacentes foram divulsionados até que a traqueia ficasse exposta, quando então se

realizou uma incisão transversal entre dois anéis fibrosos para que se pudesse

introduzir uma cânula de traqueostomia para pequenos animais (cânula com 32 mm

de comprimento e 0.8 mm de diâmetro interno), sendo a mesma fixada à traqueia por

meio de fios de algodão. A partir deste momento, um conector em forma de T, que

não promove alterações significativas na pressão traqueal, foi acoplado à cânula

traqueal a fim de manter a administração do anestésico para o animal.

Os animais foram paralisados com injeção intravenosa de brometo de

vecurônio (0.05 mg/kg). Após a obtenção do relaxamento muscular completo, os

camundongos foram acoplados à prótese ventilatória através de um ventilador (Samay

VR15, Universidad de la Republica, Montevideo, Uruguai) no qual o fluxo (V’ = 1 ml/s),

a frequência respiratória (FR = 100 IPM) e o volume corrente (VT = 0.2 ml) foram

mantidos constantes durante todo o experimento para abolir a interferência de

diferentes fluxos, volumes e tempos inspiratórios nas variáveis mecânicas estudadas

(KOCHI et al., 1988a, 1988b).

Outrossim, atentou-se para a manutenção de um adequado plano anestésico

com o animal sob efeito do bloqueador neuromuscular. Logo, a avaliação do nível da

anestesia passou a ser efetuada através da análise dos diâmetros e reflexos

pupilares. Doses adicionais de anestésico e vecurônio foram administradas a cada 30

minutos e a concentração do anestésico foi ajustada, sempre que necessário, de

acordo com a resposta do animal.

Os animais permaneceram em plano anestésico adequado durante o período

de 60 minutos, após o qual procedeu-se a incisão cirúrgica por tesoura na linha média

do abdome logo abaixo do apêndice xifoide. A incisão foi estendida, superficialmente,

ao longo da parede torácica sobre o esterno, sendo, então, a pele do animal retirada

por tração lateral. A seguir, a incisão abdominal foi estendida lateralmente, para

37

esquerda e para direita, seguindo o bordo inferior das costelas até atingir a linha axilar

anterior, bilateralmente. Com a cavidade abdominal aberta, foi possível visualizar o

diafragma, que foi perfurado e secionado segundo a mesma orientação da abertura

da parede abdominal. No instante da perfuração do diafragma foi estabelecida uma

pressão expiratória positiva final (PEEP) de 2 cmH2O. Após a retirada do diafragma,

a parede torácica foi removida por cortes longitudinais bilaterais ao nível da linha axilar

anterior, em toda sua extensão, e corte superior, abaixo da clavícula.

O tubo traqueal foi conectado a um pneumotacógrafo para pequenos animais

(diâmetro de 1,5 mm; comprimento = 4,2 cm; distância entre as saídas laterais = 2,1

cm) (MORTOLA & NOWORAJ, 1983), para medida do fluxo aéreo. O respirador foi

acoplado à outra extremidade do pneumotacógrafo que consistia de uma cânula

metálica com duas saídas laterais conectadas a um transdutor diferencial de pressão

SCIREQ (SC-24, Montreal, Quebec, Canadá).

Devido ao baixo fluxo e pela reduzida dimensão da traqueia, o fluxo existente

era laminar e, como tal, pode ser medido pela Lei de Poiseuille. O volume corrente foi

obtido através da integração do sinal de fluxo. Uma vez que modificações abruptas no

diâmetro não existiram no nosso circuito, erros de medida da resistência ao fluxo

(LORING et al., 1979; CHANG & MORTOLA, 1981) foram evitados.

Através de outra saída lateral, a via aérea foi conectada a outro transdutor

diferencial de pressão SCIREQ (SC-24, Montreal, Quebec, Canadá) para medida da

pressão traqueal (Ptr).

A resistência total do equipamento (Req), incluindo a da cânula traqueal, foi

previamente determinada através da aplicação de fluxos de ar no sistema, com

concomitante registro das variações de pressão (ΔP). Visto que R = ΔP / V’, a

resistência do equipamento corresponde ao coeficiente angular da curva ΔP x V’. A

Req, constante para fluxos até 26 ml/s, foi igual a 0.12 cmH2O/ml/s. A variação de

pressão determinada pelo equipamento (ΔPeq = Req.V’) foi subtraída da pressão

resistiva pulmonar de modo que os valores apurados representassem unicamente as

propriedades mecânicas intrínsecas.

O espaço morto do equipamento foi de 0.05 ml. Os sinais foram filtrados (100

Hz), amplificados e condicionados através de um condicionador de 4 canais SCIREQ

(SC-24, Montreal, Quebec, Canadá). Em seguida, os sinais de V’ e pressão foram

filtrados (200 Hz) e convertidos de analógicos 12-bits para digitais (conversor

DT2801A, Data Translation, Marlboro, MA, EUA), e armazenados num

38

microcomputador. Todos os dados foram coletados usando o software LABDAT (RHT-

InfoData Inc., Montreal, Quebec, Canadá). Uma representação simplificada da

montagem experimental realizada está representada na Figura 3.

Figura 3. Montagem experimental.

1 Cilindro de ar comprimido

2 Rotâmetro de agulha

3 Ventilador de fluxo inspiratório constante composto por duas válvulas solenoides

4 Pneumotacógrafo

5 Conector em T para medida de pressão nas vias aéreas

6 Cânula traqueal

7 Mesa cirúrgica

8 Transdutor de pressão traqueal

9 Transdutor diferencial de pressão para medida de fluxo

10 Condicionador de 4 canais

39

11 Conversor analógico-digital de 12 bits

12 Microcomputador.

Durante os experimentos evitou-se ao máximo a manipulação da cânula

traqueal com aspirações e insuflações, para eliminação de possíveis interferências

nos parâmetros medidos.

Após o período de ventilação de 60 minutos foram mensuradas a resistência

das vias aéreas (Raw) e a elastância estática do pulmão (Est,L). A mecânica

respiratória foi avaliada pelo método da oclusão ao final da inspiração (BATES et al.,

1985; BATES et al., 1988).

No animal com o tórax aberto, a Ptr é, na realidade, a pressão transpulmonar

(P). Após a oclusão das vias aéreas ao final da inspiração, sob fluxo constante, ocorre

uma queda súbita da pressão máxima (Pmax) até um ponto de inflexão (Pi) a partir

do qual o decaimento da pressão assume caráter mais lento, atingindo um platô em

sua porção terminal. Esta fase de platô corresponde à pressão de retração elástica do

pulmão (Pel). A diferença entre a Pmax e o Pi caracteriza a queda rápida de pressão

inicial, correspondendo ao componente viscoso pulmonar. (Figura 4)

40

Figura 4. Método da oclusão ao final da inspiração. Registros dos sinais de volume,

fluxo aéreo e pressão traqueal em função do tempo. Os pulmões foram ventilados

com volume corrente (VT) de 0.2 ml e fluxo aéreo de 1 ml/s. O platô foi alcançado após

uma pausa inspiratória de 5 s. Após a oclusão das vias aéreas, observou-se uma

queda rápida na pressão traqueal que corresponde à Pmax - Pi, pressão dissipada

para vencer o componente resistivo pulmonar. Em seguida registrou-se uma queda

lenta até um ponto de equilíbrio elástico (Pel). A linha de base do registro de pressão

corresponde à pressão expiratória positiva final (PEEP) igual a 2 cmH2O.

41

O cálculo da Raw foi obtido através da subtração do valor de Pi da Pmax e

dividindo-se o resultado pelo V’. A Est,L foi calculada subtraindo-se a PEEP do valor

da Pel, e dividindo-se o valor apurado pelo VT (Figura 5).

Figura 5. Fórmulas utilizadas na medida da mecânica pulmonar. Est,L = elastância estática do pulmão; Pmax = pressão pulmonar máxima; Pi = pressão pulmonar no ponto de inflexão; Pel = pressão pulmonar de retração elástica; PEEP = pressão expiratória positiva final; Raw = resistência das vias aéreas; V’ = fluxo inspiratório; VT = volume corrente.

Os parâmetros da mecânica pulmonar foram obtidos através da captação de

10 ciclos respiratórios em cada camundongo. Para análise dos dados foi utilizado o

software ANADAT (RHT-InfoData, Inc., Montreal, Quebec, Canadá).

A duração total dos experimentos não excedeu os 80 minutos para cada animal.

4.6 ANÁLISE DA HISTOLOGIA E MORFOMETRIA

Ao término da medição da mecânica pulmonar, administrou-se heparina 1000

UI por via intravenosa e a traqueia foi ocluída ao final da expiração com um fio de

algodão, sendo o animal imediatamente sacrificado por seção da aorta abdominal e

da veia cava inferior. A porção abdominal do esôfago foi identificada e isolada, sendo

presa por uma pinça hemostática. As estruturas do pescoço foram dissecadas com

liberação das vias aéreas. A pinça que prendia o esôfago foi suavemente tracionada

para cima, permitindo separá-lo das estruturas aderidas à parede torácica posterior.

Com todas as estruturas individualizadas, a traqueia foi secionada acima do local

42

ligado pelo fio e, posteriormente, o esôfago foi separado do conjunto por leve tração.

Então, os pulmões foram removidos “en bloc” sendo os pulmões esquerdos

rapidamente resfriados por imersão em nitrogênio líquido por 3 minutos, retirados e

mantidos em solução de Carnoy (etanol 60%, clorofórmio 30% e ácido acético 10%)

a -70º C por 24 h. Após este período, o material foi desidratado progressivamente

através de imersão em soluções com concentrações crescentes de etanol, conforme

discriminado abaixo:

a) MC-1: etanol 70%, clorofórmio 22,5% e ácido acético 7,5%, a - 20oC, durante

1 hora;

b) MC-2: etanol 80%, clorofórmio 15% e ácido acético 5%, a - 20oC, durante 1

hora;

c) MC-3: etanol 90%, clorofórmio 7,5% e ácido acético 2,5%, a - 20oC, durante 1

hora, e

d) etanol a 100%, a -20oC durante 1 h e, em seguida, a - 4oC, durante 24 horas.

Depois da fixação, o material foi embebido em parafina, obtendo-se cortes

histológicos com 4 m de espessura através de um micrótomo.

As lâminas contendo os cortes pulmonares foram coradas com hematoxilina e

eosina e analisadas por microscopia ótica (Axioplan, Zeiss, Oberkochen, Alemanha)

quanto aos seus aspectos qualitativos e quantitativos. Dois investigadores que

desconheciam a origem do material procederam à análise microscópica das amostras.

Para a análise descritiva, toda a superfície da lâmina foi observada com todas as

estruturas pulmonares representadas, em aumentos de 100x e 400x e 1000x. As

frações de área de colapso alveolar, a celularidade total e o número de

polimorfonucleares (PMN) e mononucleares (MN) foram analisados.

A análise quantitativa foi realizada através da técnica convencional de

contagem de pontos (“point-counting”) (WEIBEL, 1990), utilizando-se uma ocular

acoplada ao microscópio contendo um sistema de referência de 100 pontos e 50

segmentos de reta, de comprimento previamente determinado, dispostos em paralelo

(Figura 6).

Em um aumento de 200x foram avaliados dez campos aleatórios e não

coincidentes por lâmina. Foram quantificadas a fração de área ocupada por alvéolos

colapsados (WEIBEL, 1990). O número de pontos que caíram em área de alvéolos

colapsados foi dividido pelo total de pontos contados em cada campo analisado e

expresso sob a forma de percentual.

43

Figura 6. Retículo para quantificação dos parâmetros morfométricos (100 pontos e 50 linhas).

O diâmetro interno das grandes e das pequenas vias aéreas foi computado

contando-se o número de pontos que incidiram sobre a luz da via aérea, no músculo

liso da via aérea e no epitélio sob aumento de 400x. O perímetro das vias aéreas foi

estimado através da contagem do número de interceptos de linhas com a membrana

basal epitelial. Uma vez que o número de interceptos das linhas (NI) com a membrana

basal epitelial é proporcional ao perímetro da via aérea e o número de pontos

incidentes no lúmen da via aérea (NP) é proporcional a área da via aérea, a

intensidade da broncoconstrição, determinada pelo índice de broncoconstrição (IB),

pode ser computada pela seguinte equação: IB = NI/√NP (JAMES et al., 1988; SAKAE

et al., 1994).

44

4.7 ANÁLISE DA RT-PCR EM TEMPO REAL

Cortes das porções centrais dos pulmões direitos foram coletados em

criotubos, rapidamente congelados por imersão em nitrogênio líquido e

acondicionados a - 80°C. O RNA total foi extraído dos tecidos congelados usando-se

o SV total RNA Isolation System (Promega Corporation, Fitchburg, Wisconsin, USA)

de acordo com as recomendações do fabricante. Após a extração, o RNA precipitado

foi solubilizado em 20 µl de água tratada com dietilpirocarbonato (DEPC). A

concentração do RNA foi medida por espectofotometria com o Nanodrop ND- 1000.

O cDNA foi sintetizado a partir do RNA total com o sistema GoTaq® 2-STEP RT qPCR

System (Promega Corporation, Fitchburg, Wisconsin, USA). A integridade das

amostras foi verificada através de eletroforese em gel de agarose 1% contendo 0.5

g/ml de brometo de etídeo.

Para transcrição reversa foi utilizado um kit de transcriptase reversa com

inibidores de RNAses (Superscript Reverse Transcriptase Kit and RNase OUT RNase

inhibitor, Invitrogen, Carlsbad, CA). Vinte μl da reação da transcriptase reversa (RT)

tem 1 μg de RNA total, 150 ng de hexâmetros randomizados, 2 μl de 10x RT buffer, 4

μl de 25 mM MgCl2, 2 μl de 0.1 M DDT, 1 μl de solução contra RNAses, 1 μl de 50

U/μl de Superscript II e água DEPC. O PCR foi realizado com SYBR green PCR

Master Mix (Biosystem Applied). A mistura do PCR foi pré-aquecida a 50°C por 2

minutos e então a 95o por 10 minutos para ativar a AmpliTaq Gold DNA polimerase,

seguido de 40 ciclos de amplificação (95°C por 15 seg; 60oC por 30 seg; 70°C por 40

seg). Ao final a reação foi aquecida a 60°C por 10 minutos. O produto do PCR foi

checado em gel de agarose a 3,5% (Cambrex Bio Science Rockland).

Os níveis relativos da expressão de TNF-α, TGF-β, VEGF, Sirt-1, NRF2,

catalase e GPx foram analisados. Os primers (Integrated DNA Technologies, San

Diego, California, USA) utilizados no corrente estudo estão detalhados na tabela 2.

Todas as amostras foram mensuradas em triplicadas e normalizadas para o

nível do gene residente 36B4. Em seguida, os resultados foram normalizados

relativamente aos respectivos grupos-controle.

45

Tabela 2. Primers utilizados na RT-PCR

Gene Primer Sequência do primer (5’-3’)

TNF-α DIANTEIRO TGA TCC CTG ACA TCT GGA ATC TGG

REVERSO TGG AAA CAT CTG GAG AGA GGA AGG

TGF-β DIANTEIRO ATA CGC CTG AGT GGC TGT C

REVERSO GCC CTG TAT TCC GTC TCC T

VEGF DIANTEIRO CCA CGA CAG AAG GAG AGC A

REVERSO AAT CGG ACG GCA GTA GCT T

Sirt-1 DIANTEIRO AGT GGC ACA TGC CAG AGT C

REVERSO TCC AGA TCC AGC ACA T

Nrf2 DIANTEIRO ATG GGG CTT TTT GAT GAC C

REVERSO GTG AGG GGA TCG ATG AGT AA

Catalase DIANTEIRO CCT CGT TCA GGA TGT GGT TT

REVERSO TCT GGT GAT ATC GTG GGT GA

GPx DIANTEIRO GGT TCG AGC CCA ATT TTA CA

REVERSO CAT TCC GGA AGG TAA AG -3

36B4 DIANTEIRO CAA CCC AGC TCT GGA GAA AC

REVERSO GTT CTG AGC TGG CAC AGT GA

4.8 ANÁLISE ESTATÍSTICA

A análise estatística foi realizada utilizando-se o programa estatístico

SigmaStat 3.0 (Jandel Scientific, San Rafael, CA, EUA). Todos os dados foram

submetidos ao teste de normalidade (teste de Kolmogorov-Smirnov com correção de

Lilliefors) e de homogeneidade das variâncias (teste de mediana de Levene). Os

grupos de animais analisados foram comparados através da análise de variância

(ANOVA). O teste de Tukey foi aplicado post hoc para múltiplas comparações entre

os grupos. Os valores finais foram expressos como média erro padrão da média

(EPM). Em todos os testes estabeleceu-se um grau de significância de 5% (p valor <

0,05) como significativo.

46

5 RESULTADOS

A asma acarretou anormalidades na mecânica pulmonar, na morfometria

e na expressão do RNAm

Os controles asmáticos (ASMACTRL) apresentaram maior Raw (+91%) e Est,L

(+38%) do que os controles não-asmáticos (SALCTRL) (Figura 7). Os grupos

ASMACTRL mostraram um acentuado processo de remodelamento e aumento das

frações de área de colapso alveolar (+227%), broncoconstrição (+35%), além da maior

número de células totais (+39%), dos PMN (+147%) e dos MN (+29%) em comparação

com os grupos SALCTRL (Tabela 3 e Figura 9). Os animais dos grupos ASMACTRL

também apresentaram elevada expressão de TNF-α (+425%), TGF-β (+554%), VEGF

(+308%), Sirt-1 (+787%), catalase (+631%) e GPx (+235%). Todavia, a expressão

gênica do Nrf2 se mostrou significativamente diminuída no grupo ASMACTRL (-64%)

em relação ao grupo SALCTRL (Figuras 10 e 11).

O sevoflurano reduziu a fração de área de alvéolos colapsados e a

infiltração de PMN nos animais normais

Nos camundongos não-asmáticos (SAL), os grupos SALISO, SALHALO e

SALSEVO exibiram menores frações de colapso alveolar (-34%, -44%, e -60%) em

comparação com o grupo SALCTRL (Figura 8). Além disso, o grupo SALSEVO

apresentou diminuição da contagem de células PMN no tecido pulmonar em

comparação com os grupos SALCTRL, SALISO e SALHALO (-58%, -61%, e -47%)

(Tabela 3).

Na asma, o sevoflurano melhorou os parâmetros da mecânica pulmonar

e reduziu a fração de área de alvéolos colapsados, a broncoconstrição e a

infiltração de PMN no tecido pulmonar

Dentre os asmáticos, os grupos ASMAISO, ASMAHALO e ASMASEVO

mostraram menores Raw (-37%, -35% e -52%, respectivamente) e Est,L (-16%, -19%

e -22%) em relação ao respectivo grupo controle. No grupo ASMASEVO observou-se

maior queda na Raw, comparativamente aos grupos ASMAISO e ASMAHALO (Figura

7). Menores frações de área de colapso alveolar foram evidenciadas no grupo

ASMASEVO (-57%) do que nos grupos ASMAISO (-25%) e ASMAHALO (-48%),

comparativamente ao grupo ASMACTRL. A broncoconstrição foi mais atenuada nos

47

animais do grupo ASMASEVO (-22%) do que nos grupos ASMAISO, ASMAHALO e

ASMACTRL (Figuras 8 e 9). A anestesia com o sevoflurano também reduziu

significativamente a infiltração de PMN (-39%) em comparação aos grupos

ASMACTRL e ASMAISO (Tabela 3 e Figura 9).

Na asma, o sevoflurano diminuiu a expressão gênica de mediadores pró-

inflamatórios, pró-fibrogênicos e pró-angiogênicos, reduziu o estresse oxidativo

e aumentou a resposta antioxidante

Os animais do grupo ASMASEVO exibiram reduzida expressão gênica de TNF-

α (-71%), TGF-β (-63%), VEGF (-50%), Sirt-1 (-80%), catalase (-76%), e GPx (-69%)

e aumentou significativamente a expressão do Nrf2 (+579%), quando comparado com

o grupo ASMACTRL. O grupo ASMASEVO também mostrou elevada expressão de

Nrf2 comparativamente aos grupos ASMAISO e ASMAHALO (Figuras 10 e 11).

Figura 7. Mecânica pulmonar. ANOVA com teste de Tukey post hoc. As barras representam a média + EPM de 7 animais por grupo (10 aferições por animal). Raw = resistência das vias aéreas. Est,L = elastância estática pulmonar. Nos grupos ASMA (), os animais foram sensibilizados e desafiados com ovalbumina. Os animais dos grupos SALINA () receberam solução salina segundo o mesmo protocolo. Os camundongos foram em seguida anestesiados com pentobarbital sódico (CTRL), isoflurano (ISO), halotano (HALO) ou sevoflurano (SEVO). Os animais asmáticos anestesiados com ISO, HALO e SEVO apresentaram redução na resistência das vias aéreas (-37%, -35% e -52%) e na elastância estática (-16%, -19% e -22%) comparado com o grupo ASMACTRL. *p < 0,05 comparado ao grupo salina correspondente. **p < 0,05 comparado ao grupo ASMACTRL.

48

Figura 8. Morfometria pulmonar. ANOVA com teste de Tukey post hoc para múltiplas comparações entre os grupos. As barras representam a média + EPM de 7 animais por grupo. Os dados foram obtidos a partir da análise de 10 campos aleatórios e não coincidentes por animal estudado. Nos grupos ASMA (), os animais foram sensibilizados e desafiados com ovalbumina. Os animais dos grupos SALINA () receberam solução salina segundo o mesmo protocolo. Os camundongos foram em seguida anestesiados com pentobarbital sódico (CTRL), isoflurano (ISO), halotano (HALO) ou sevoflurano (SEVO). Os animais asmáticos anestesiados com ISO, HALO e SEVO apresentaram menores áreas de atelectasia (-25%, -48% e -57%) em relação ao grupo ASMACTRL. O SEVO inibiu significativamente a broncoconstrição (-22%) em relação ao grupo ASMACTRL. *p < 0,05 comparado com o grupo salina correspondente. **p < 0,05 comparado com o grupo ASMACTRL. #p < 0,05 comparado com o grupo SALCTRL.

49

Tabela 3. Morfometria pulmonar

Grupos Cels Totais (%) PMN (%) MN (%)

SALINA

CTRL 41.8 ± 1.25 3.6 ± 0.76 38.2 ± 0.79

ISO 43.7 ± 2.23 3.8 ± 0.59 39.9 ± 2.14

HALO 44.1 ± 2.63 3.2 ± 0.42 40.9 ± 2.69

SEVO 40.2 ± 1.87 1.5 ± 0.30‡,¶ 38.6 ± 1.93

ASMA

CTRL 58.3 ± 1.83* 8.9 ± 0.74* 49.4 ± 1.76*

ISO 54.2 ± 2.79* 9.0 ± 1.19* 45.2 ± 2.79

HALO 56.6 ± 1.65* 8.1 ± 1.24* 48.4 ± 2.58

SEVO 50.1 ± 2.29* 5.4 ± 1.05*,†,§ 44.7 ± 2.51

Os valores representam a média EPM de 7 animais por grupo. Os dados referentes às células totais, polimorfonucleares (PMN) e mononucleares (MN) são oriundos da análise aleatória de 10 campos não coincidentes para cada animal estudado. Nos grupos ASMA os animais foram sensibilizados e desafiados com ovalbumina. Os animais dos grupos SALINA receberam solução salina segundo o mesmo protocolo. Os camundongos foram em seguida anestesiados com pentobarbital sódico (CTRL), isoflurano (ISO), halotano (HALO) ou sevoflurano (SEVO). * p < 0,05 comparado ao grupo salina correspondente. † p < 0,05 comparado ao grupo ASMACTRL. ‡ p < 0,05 comparado ao grupo SALCTRL. § p < 0,05 comparado ao grupo ASMAISO. ¶ p < 0,05 comparado aos grupos SALISO e SALHALO.

50

Figura 9. Fotomicrografias representativas das vias aéreas (A, B, C, D, E, F, G e H) e parênquima pulmonares (I, J, K, L, M, N, O, P, Q, R, S, T, U, V, X e Y). Nos grupos ASMA os animais foram sensibilizados e desafiados com ovalbumina. Os grupos SALINA receberam solução salina segundo o mesmo protocolo. Os camundongos foram anestesiados com pentobarbital sódico (CTRL), isoflurano (ISO), halotano (HALO) ou sevoflurano (SEVO). As vias aéreas (Aw) se mostraram mais constritas e as áreas de colapso alveolar (setas) mais numerosas no grupo ASMACTRL. A

51

anestesia com o sevoflurano promoveu dilatação de vias aéreas centrais e periféricas e reduziu o acúmulo de células inflamatórias. Coloração pela HE. Aumentos: A, B, C, D, E, F, G e H = 400x; I, J, K, L, M, N, O e P = 200x; Q, R, S, T, U, V, X e Y = 1000x. Barras: A, B, C, D, E, F, G e H = 200 μm; I, J, K, L, M, N, O e P = 100 μm; Q, R, S, T, U, V, X e Y = 500 μm.

Figura 10. RT-PCR em tempo real para análise da expressão gênica do fator de necrose tumoral (TNF)-α, fator transformador do crescimento (TGF)-β e fator de crescimento vascular endotelial (VEGF). ANOVA com teste de Tukey post hoc. As barras representam a média + EPM de 5 animais por grupo. Nos grupos ASMA (), os animais foram sensibilizados e desafiados com ovalbumina. Os animais dos grupos SALINA () receberam solução salina segundo o mesmo protocolo. Os camundongos foram anestesiados com pentobarbital sódico (CTRL), isoflurano (ISO), halotano (HALO) ou sevoflurano (SEVO). As amostras foram mensuradas em triplicadas e normalizadas para o nível do gen residente 36B4. Os resultados foram expressos em número de vezes relativos ao CTRL. Nos animais asmáticos, a anestesia com sevoflurano reduziu significativamente a expressão de TNF-α (-71%), TGF-β (-63%), e de VEGF (-50%), em relação ao grupo CTRL. *p < 0,05 comparado ao grupo salina correspondente. **p < 0,05 comparado ao grupo ASMACTRL.

52

Figura 11. RT-PCR em tempo real para análise da expressão gênica do fator nuclear eritróide 2 relacionado ao fator 2 (Nrf2), Sirtuína (Sirt)-1, catalase e glutationa peroxidase (GPx). ANOVA com teste de Tukey post hoc. As barras representam a média + EPM de 5 animais por grupo. Nos grupos ASMA (), os animais foram sensibilizados e desafiados com ovalbumina. Os animais dos grupos SALINA () receberam solução salina segundo o mesmo protocolo. Os camundongos foram anestesiados com pentobarbital sódico (CTRL), isoflurano (ISO), halotano (HALO) ou sevoflurano (SEVO). As amostras foram mensuradas em triplicadas e normalizadas para o nível do gen residente 36B4. Os resultados foram expressos em número de vezes relativos ao CTRL. Nos animais asmáticos, a anestesia com sevoflurano aumentou significativamente a expressão do Nrf2 (+579%) e diminuiu a da Sirt-1 (-80%), catalase (-76%) e GPx (-69%) comparativamente ao grupo CTRL. *p < 0,05 comparado ao grupo salina correspondente. **p < 0,05 comparado ao grupo ASMACTRL.

53

6 DISCUSSÃO

O presente estudo apresenta evidências de que a anestesia com o sevoflurano

atua sobre o processo inflamatório e oxidativo modulando a expressão de mediadores

e aumentando a resposta antioxidante. O sevoflurano foi capaz de reduzir a

broncoconstrição, a fração de área de alvéolos colapsados, e a infiltração de células

inflamatórias, acarretando melhora dos parâmetros morfofuncionais na asma alérgica

experimental.

Estudos clínicos nem sempre são facilmente exequíveis em indivíduos

asmáticos, seja por questões éticas ou por dificuldades na abordagem invasiva que

requerem. Por este motivo, modelos experimentais vêm sendo cada vez mais

frequentemente utilizados para mimetizar os padrões específicos da doença

comumente evidenciados em humanos. Esses modelos fornecem preciosas

contribuições para a elucidação da fisiopatologia da asma, pois possibilitam analisar

os fenômenos dinâmicos da doença e correlacionar seus aspectos funcionais,

morfológicos e moleculares. É importante destacar, contudo, que nos modelos de

broncoconstrição aguda induzida, tão somente a hiper-reatividade brônquica e um

aumento apenas transitório da celularidade nos tecidos pulmonares têm sido

observados (WAGERS et al., 2004).

No nosso estudo, ao contrário, desenvolvemos um modelo de asma alérgica

crônica no qual os camundongos foram cronicamente sensibilizados e repetidamente

desafiados com ovalbumina. A instilação da ovalbumina foi realizada através da via

intratraqueal, ao invés da intranasal, como forma de precisar a quantidade do alérgeno

administrada em cada um dos animais estudados. O modelo murino reproduz diversas

características da asma humana, tais como a desnudação do epitélio, a infiltração e

ativação de eosinófilos, macrófagos e linfócitos T nas mucosas e no lúmen das vias

aéreas, bem como a hipertrofia e hiperplasia da musculatura lisa das vias aéreas, das

células caliciformes e das glândulas submucosas (BOUSQUET et al., 2000; XISTO et

al., 2005). Nesse modelo experimental, portanto, a inflamação crônica, a hiper-

reatividade das vias aéreas e o remodelamento estão comprovadamente presentes

(XISTO et al., 2005; BURBURAN et al., 2007a).

Corroborando o anteriormente exposto, no nosso experimento os controles

asmáticos (ASMACTRL) apresentaram expressivo comprometimento da mecânica e

54

da morfometria pulmonares, com aumento significativo na Raw, Est,L,

broncoconstrição, colapso alveolar e maior infiltração de células inflamatórias (Figuras

7-9 e Tabela 3). O processo inflamatório crônico e o remodelamento, levaram ao

estreitamento do diâmetro das vias aéreas e, consequentemente, ao aumento da Raw

(Figura 7 e 9E). Já o aumento da Est,L (Figura 7) foi resultado do aumento das áreas

de atelectasia (Figuras 8 e 9M).

Em estudos experimentais, o pentobarbital sódico tem sido considerado a

droga-controle ideal, uma vez que não promove alteração do tônus basal da

musculatura brônquica (CHIBA et al., 2004) não acarretando variações na mecânica

e na morfometria pulmonares (CORREA et al., 2001; CHIBA et al., 2004). Quanto ao

bloqueador neuromuscular, a nossa escolha recaiu sobre o vecurônio por este não

promover a liberação de histamina e, consequentemente, não provocar

broncoconstrição (JOOSTE et al., 2003; GROEBEN, 2004). Outro aspecto positivo

que torna o vecurônio uma droga bastante atraente para uso no presente modelo

experimental, diz respeito ao fato bem documentado do vecurônio não induzir

alterações hemodinâmicas significativas quando comparado aos outros bloqueadores

neuromusculares (ROBERTSON et al., 1994; CALDWELL et al., 1995; STEVENS et

al., 1997).

No nosso experimento, a mecânica pulmonar foi analisada pelo método da

oclusão ao final da inspiração descrito por Bates e colaboradores (BATES et al., 1985;

BATES et al., 1988). Tal método foi preferencialmente adotado por possibilitar a

decomposição da pressão do sistema respiratório nos seus componentes viscoso,

viscoelástico e elástico, nos permitindo proceder uma análise quantitativa do

envolvimento de cada um desses componentes na mecânica pulmonar.

Os anestésicos inalatórios halogenados são conhecidos por promoverem

broncodilatação, diminuírem reatividade das vias aéreas e por atenuarem o

broncoespasmo induzido pela histamina (BURBURAN et al., 2007b; MILLER, 2010).

Por todas estas razões, os anestésicos voláteis têm sido amplamente utilizados na

anestesia de pacientes com doenças pulmonares obstrutivas e até mesmo no

tratamento do estado de mal asmático. Todavia, seu mecanismo de ação, ainda não

foi esclarecido até o momento.

Nos animais não-asmáticos, a anestesia com isoflurano, halotano e sevoflurano

ocasionou dilatação das vias aéreas distais e dos alvéolos (Figuras 8 e 9), reduzindo

o colapso alveolar. O aumento da fração de área de colapso alveolar nos animais não-

55

asmáticos pode ser decorrente da anestesia que, por si só, ocasiona graus variáveis

de colapso alveolar. A atelectasia induzida pela anestesia está relacionada

primariamente com a perda do tônus muscular e com a redução da capacidade

residual funcional pulmonar, tendo como consequências: 1) atelectasia por absorção

que ocorre nas vias aéreas colapsadas; 2) compressão do parênquima pulmonar; e

3) disfunção ou perda do surfactante pulmonar (HEDENSTIERNA & EDMARK, 2010).

Além do mais, os animais foram mecanicamente ventilados com o tórax aberto,

condição que também pode provocar aumento da atelectasia (D'ANGELO et al., 2007;

D'ANGELO et al., 2008; PELOSI & ROCCO, 2008).

Nos animais asmáticos, a anestesia com isoflurano, halotano e sevoflurano

diminuiu a Raw e a Est,L e induziu dilatação das vias aéreas distais e das unidades

alveolares reduzindo as áreas colapsadas , mas somente o sevoflurano exerceu efeito

broncodilatador significativo (Figuras 7-9).

A diminuição na Raw (Figura 7), provavelmente decorreu do aumento no

diâmetro interno das vias aéreas centrais (Figuras 8 e 9). Segundo Park e

colaboradores (PARK et al., 1998), este achado pode ser justificado tanto por uma

resposta neural reflexa como por um efeito broncodilatador direto. Outrossim, não

podemos descartar que a broncodilatação induzida pelo sevoflurano seja consequente

à produção de NO (TAKALA et al., 2004).

No nosso estudo observamos que a Est,L decaiu durante a anestesia com o

isoflurano, o halotano e o sevoflurano (Figura 7). Essas alterações funcionais

decorreram da dilatação das vias aéreas distais e unidades contráteis do parênquima

pulmonar (Figura 8 e 9). As fotomicrografias confirmaram a presença de broncodilatação

e uma menor fração de colapso alveolar nos animais que receberam anestesia com o

sevoflurano (Figura 9H, P e Y), indicando que este agente pode ser útil para diminuir as

inomogeneidades presentes na asma crônica.

Estes resultados estão em conformidade com o demonstrado previamente pelo

nosso grupo (BURBURAN et al., 2007a), quando, no mesmo modelo murino de asma

utilizado neste estudo, observamos que a anestesia com o sevoflurano cursava com

melhora morfofuncional ao promover dilatação tanto as vias aéreas de maior calibre,

quanto das vias aéreas periféricas, reduzindo a Raw e Est,L.

Outros estudos em animais não-asmáticos, com broncoconstrição aguda

induzida, também demonstraram um declínio na resistência pulmonar total após a

administração do sevoflurano (KATOH & IKEDA, 1994; MITSUHATA et al., 1994;

56

ISHIKAWA et al., 1998). Seguindo o mesmo protocolo, Schutz et al. (SCHUTZ et al.,

2004) observaram que o sevoflurano reverteu a broncoconstrição de modo apenas

transitório, na vigência de lesão aguda do epitélio decorrente da sensibilização, uma

vez que o epitélio lesado pode interferir na manutenção do efeito broncodilatador do

sevoflurano (PARK et al., 1998; SCHUTZ et al., 2004).

Já em estudos clínicos com indivíduos normais, Rooke e colaboradores

(ROOKE et al., 1997) mediram a Rrs após a intubação traqueal, concluindo que a Rrs

foi significativamente menor após a anestesia com o sevoflurano do que com o

isoflurano ou com o halotano. Seguindo o mesmo protocolo, Goff e colaboradores

(GOFF et al., 2000) relataram queda na Rrs aliada à broncodilatação com sevoflurano,

enquanto que o desflurano elevou a Rrs. Já Habre e colaboradores (HABRE et al.,

1999) observando crianças asmáticas anestesiadas com sevoflurano, evidenciaram

aumento da Rrs após a intubação, que cedeu quando a concentração do sevoflurano

foi aumentada. Entretanto, como comentado anteriormente, este estudo apresenta

falhas metodológicas importantes dentre as quais o fato da medição ter sido efetuada

imediatamente após a intubação traqueal, causa comum e frequente de

broncoconstrição mediada pelo sistema nervoso parassimpático e pela ativação das

fibras C aferentes (BARNES, 1996), mesmo em indivíduos normais.

Ao contrário, no nosso estudo, após a intubação traqueal o animal permaneceu

ventilado mecanicamente com o anestésico por 60 minutos, somente após os quais

iniciamos a coleta dos dados da mecânica pulmonar. Além do mais, todos os cuidados

foram tomados no sentido de se evitar quaisquer manipulações da cânula traqueal

durante todo o procedimento.

Níveis elevados de eosinófilos ativados presentes nos pulmões de crianças

asmáticas já foram relacionados com o aumento da Rrs e da hiper-reatividade

brônquica (VON UNGERN-STERNBERG et al., 2006). No nosso estudo, dentre os

anestésicos por nós estudados, o sevoflurano foi o único capaz de reduzir

significativamente a infiltração de PMN nos animais asmáticos e também nos não-

asmáticos (Tabela 3 e Figura 9). Neste contexto, há evidências de que os anestésicos

voláteis podem reduzir a infiltração de leucócitos nos tecidos em protocolos de

LPA/SDRA (SUTER et al., 2007; CHIANG et al., 2008; YUE et al., 2008;

VOIGTSBERGER et al., 2009; CASANOVA et al., 2011) e de que o sevoflurano é

capaz de inibir a ativação e a aderência dos PMN (MOBERT et al., 1999; YUE et al.,

2008), suprimir o recrutamento de células inflamatórias (SUTER et al., 2007;

57

VOIGTSBERGER et al., 2009), diminuir a quimiotaxia e a hiperpermeabilidade

vascular na SDRA (SUTER et al., 2007; VOIGTSBERGER et al., 2009), e inibir a

produção das EROs, incluindo a produção de superóxido (CASANOVA et al., 2011).

Nos nossos espécimes asmáticos, também observamos a expressão

aumentada do TNF-, TGF-VEGF, Sirt-1, catalase, e GPx, enquanto a do Nrf2 foi

reduzida (Figuras 10 e 11).

Os níveis de TNF-α encontram-se significativamente aumentados nas vias

aéreas de pacientes alérgicos com asma (SHAH et al., 1995) e estudos clínicos já

demonstraram uma relação direta entre os níveis de TNF-α e a gravidade do quadro

clínico da doença (HOWARTH et al., 2005; BERRY et al., 2006).

Nos indivíduos asmáticos, o TGF-β apresenta tanto atividade pró-fibrogênica

(MORISHIMA et al., 2001) como ação pró-inflamatória ao estimular a síntese do VEGF

(SHIN et al., 2009). O TGF-β leva à formação de radicais livres e bloqueia a atividade

antioxidante através da inibição do Nrf2 (MICHAELOUDES et al., 2011b). O estresse

oxidativo leva à ativação de genes pró-inflamatórios induzindo alterações

fisiopatológicas no trato respiratório, perpetuando e amplificando a resposta

inflamatória (DOZOR, 2010).

Presentemente, sabemos que a reduzida atividade do Nrf2 que ocorre nos

asmáticos compromete a resposta antioxidante, elevando a susceptibilidade ao

processo inflamatório e a gravidade do quadro clínico da asma (LI & NEL, 2006; KIM,

J et al., 2010).

Rangasamy e colaboradores (RANGASAMY et al., 2005) analisaram

camundongos com deleção gênica do Nrf2 e observaram que sua capacidade

antioxidante era deficiente e se associava ao aumento da expressão de citocinas Th2

no BALF e à hiper-responsividade das vias aéreas, que se apresentaram infiltradas com

eosinófilos e células de muco hiperplásicas.

O Nrf2 desempenha um papel protetor nas lesões pulmonares agudas e crônicas

(RANGASAMY et al., 2005; KIM, J et al., 2010) defendendo as células de agressões

endógenas e exógenas (ISHII et al., 2000; CHO et al., 2004; REDDY et al., 2007; REDDY

et al., 2009). Neste contexto, também se observou que os animais com deficiência do

Nrf2 eram mais susceptíveis à asma alérgica induzida por ovalbumina (RANGASAMY et

al., 2005), às lesões pulmonares agudas induzidas por hiperóxia (REDDY et al., 2009;

CHO et al., 2010), bem como apresentavam maior grau de inflamação e fibrose

pulmonares, indicando também a ação protetora do Nrf2 contra a fibrogênese (CHO et

58

al., 2004; CHO et al., 2010). Recentemente, Park et al. (PARK et al., 2012)

corroboraram tais achados ao verificarem que alguns antioxidantes foram capazes de

reduzir o remodelamento induzido pela inflamação alérgica através de um mecanismo

de ação dependente do Nrf2.

No nosso modelo murino de asma, a anestesia com sevoflurano minimizou a

expressão de TNF-, TGF- e VEGF (Figura 10). Tais achados são corroborados por

estudos prévios que relatam a redução da expressão do TNF- após administração

do sevoflurano (HOFSTETTER et al., 2007; DE CONNO et al., 2009) e do isoflurano

(HOFSTETTER et al., 2005; LI et al., 2009; CASANOVA et al., 2011; SCHILLING et

al., 2011), exercendo ação protetora e anti-inflamatória em modelos de LPA/SDRA,

até mesmo após um breve período de exposição (HOFSTETTER et al., 2005).

Recentemente, Casanova et al. (CASANOVA et al., 2011) comprovaram que o

sevoflurano minimiza o estresse oxidativo e a resposta pró-inflamatória em porcos

submetidos à LPA.

Os efeitos imunomodulatórios do sevoflurano podem ser arrogados aos

seguintes mecanismos: 1) inibição da transmissão sináptica por ativação de

receptores do ácido gama-aminobutírico tipo A (GABAA) nos neurônios (SEBEL et al.,

2006), nas vias aéreas pulmonares, e nas células alveolares (XIANG et al., 2007),

promovendo melhora na oxigenação e atenuando o processo inflamatório pulmonar

(FORTIS et al., 2012); 2) redução da permeabilidade vascular induzida pelo TNF-α

(SUN et al., 2011); e 3) inibição da expressão do TNF-α e de citocinas pró-

inflamatórias através de mecanismos intracelulares (BOOST et al., 2009).

Entretanto, alguns estudos reportaram que os anestésicos voláteis atuaram

modulando a resposta inflamatória na direção oposta. Kotani et al. (KOTANI et al.,

1999) demonstraram expressão de citocinas inflamatórias aumentada em macrófagos

alveolares expostos ao isoflurano, halotano, enflurano e sevoflurano. Ainda, Takala e

colaboradores (TAKALA et al., 2004) verificaram elevada concentração de

leucotrienos no BALF de porcos anestesiados com o sevoflurano. Estes resultados

contraditórios podem ser devidos aos diferentes protocolos experimentais utilizados,

às diferenças entre as espécies de animais empregadas, bem como pela utilização do

BALF, cuja coleta pode, por si só, deflagrar resposta inflamatória.

Nos nossos controles asmáticos, verificamos evidente aumento do estresse

oxidativo e altos níveis de expressão da Sirt-1, da catalase e da GPx em relação aos

controles dos grupos salina. Entretanto, após a anestesia com o sevoflurano, a

59

expressão desses mediadores decaiu significativamente. Além do exposto,

observamos que o sevoflurano intensificou a resposta antioxidante ao aumentar de

modo notável a expressão do Nrf2, reduzindo o estresse oxidativo e, por conseguinte,

ocasionando menor expressão de Sirt-1, catalase e GPx (Figura 11).

Kim e colaboradores (KIM, S R et al., 2010) também verificaram níveis elevados

da Sirt-1 e VEGF nos pulmões de camundongos sensibilizados e desafiados com

ovalbumina. Quando eles associaram um inibidor da Sirt-1, tais níveis sofreram queda

significativa, assim como o infiltrado inflamatório nas vias aéreas, a hiper-reatividade

e as citocinas Th2. Os autores imputaram tais resultados à inibição do VEGF causada

pela Sirt-1. Similarmente, o grupo de Legutko (LEGUTKO et al., 2011) demonstrou

que a inibição da Sirt-1 acarretava diminuição de citocinas Th2 e atenuava o processo

inflamatório nos camundongos com inflamação alérgica induzida por ovalbumina.

Porém, bem recentemente, Ichikawa e colaboradores (ICHIKAWA et al., 2013),

utilizando-se também do modelo murino de asma alérgica induzida por ovalbumina,

verificaram menor expressão da Sirt-1 nos animais asmáticos do que nos animais não

asmáticos. Após a administração de duas substâncias ativadoras da Sirt-1, eles

observaram queda significativa da produção das citocinas Th2, no plasma e no BALF

e a atenuação da hiper-responsividade das vias aéreas, da infiltração eosinofílica e

produção de muco (LEE et al., 2009; ICHIKAWA et al., 2013), sugerindo que a Sirt-1

teria ação anti-inflamatória na asma. Porém, os resultados de Ichikawa não podem

ser comparados aos nossos, uma vez que mensuramos níveis de RNAm e expressão

da Sirt-1 nos pulmões e não níveis proteicos. Além do mais, não podemos descartar

que os ativadores de Sirt-1 utilizados, o resveratrol e o SRT1720, tenham agido

através de outros mecanismos antioxidantes.

A catalase e a GPx participam ativamente no balanço redox da célula e a

atividade dessas enzimas é diretamente proporcional ao grau do estresse oxidativo.

Ghosh et al. (GHOSH et al., 2006) evidenciaram atividade atenuada da catalase

nos pulmões de camundongos com inflamação alérgica aguda e no BALF de

pacientes com asma leve. Recentemente, Ahmad e colaboradores (AHMAD et al.,

2012) relataram que indivíduos asmáticos apresentavam reduzida atividade

eritrocitária da GPx e aumento expressivo da catalase, principalmente nos quadros

mais graves da doença. Já Reynaert et al. (REYNAERT et al., 2007) observaram que

camundongos com capacidade de expressar concentrações elevadas da catalase de

modo sistêmico apresentavam aumento na produção de muco e maior reatividade das

60

vias aéreas.

Estudos mostram também que os níveis plasmáticos da GPx podem variar,

dependendo das condições em que o estresse oxidativo se estabelece, tendo sido

identificados baixos níveis de GPx no sangue total, no plasma e nas plaquetas de

pacientes asmáticos (KHARITONOV et al., 1994; ANTCZAK et al., 1997; KELLY et al.,

1999). Comhair et al. (COMHAIR et al., 2001) relataram aumento tanto da expressão

gênica da GPx extracelular quanto dos seus níveis proteicos, nas células epiteliais

brônquicas dos asmáticos. Em contrapartida, outros autores observaram níveis

proteicos de GPx inalterados no BALF (FITZPATRICK et al., 2009) ou diminuídos no

plasma (MAK et al., 2004) de pacientes asmáticos.

Devemos salientar algumas limitações deste estudo. No nosso experimento

nós utilizamos um modelo murino de asma alérgica crônica e, por esta razão, os

resultados aqui obtidos não podem ser diretamente extrapolados para outras espécies

ou outros protocolos experimentais. Outrossim, o modelo murino de asma mimetiza,

mas não reproduz inteiramente as particularidades da asma que ocorre na espécie

humana.

Ademais, numerosos são os mediadores que participam do processo

inflamatório e oxidativo na asma. Neste estudo procedemos a análise da expressão

gênica de alguns desses mediadores, que foram mensurados no tecido pulmonar e

não no plasma ou no BALF.

Neste experimento os anestésicos foram administrados aos animais durante 60

minutos, que, como vimos, constituiu tempo suficiente para que detectássemos

mudanças nos níveis do RNAm através da RT-PCR, mas não para que pudéssemos

verificar alterações nos níveis proteicos dos mediadores estudados ou avaliar os

potenciais efeitos antifibrogênicos do sevoflurano sobre o remodelamento.

Como vimos, o panorama atual do nosso conhecimento, parece indicar que a

intrincada rede de eventos sobrepostos no processo inflamatório e no estresse

oxidativo ainda se revela hermética. O Nrf2 e vários outros mediadores envolvidos

neste processo e na transmissão não-adrenérgica/não-colinérgica podem ser

elementos-chave para que possamos abranger os complexos mecanismos

fisiopatológicos da asma. Para tal, novas pesquisas sobre o tema são imprescindíveis.

61

7 CONCLUSÕES

Dentre os anestésicos inalatórios estudados no presente modelo experimental,

o sevoflurano mostrou-se mais efetivo, pois promoveu melhora na função e histologia

pulmonares, além de reduzir o processo inflamatório e o estresse oxidativo, elevando

a resposta antioxidante.

O entendimento das alterações morfofuncionais e imunomodulatórias induzidas

pelos anestésicos inalatórios rotineiramente empregados na prática clínica pode ser

útil para o manejo dos pacientes e para o advento de novas possibilidades

terapêuticas na asma. Apesar dos nossos resultados não poderem ser diretamente

extrapolados para seres humanos, eles sugerem que, dentre os três anestésicos

voláteis aqui estudados, o sevoflurano seja mais vantajoso que o isoflurano e o

halotano para uso na anestesia de pacientes asmáticos e no tratamento da asma

refratária.

62

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