Study on the effects of sevoflurane, propofol and sufentanil on the myocardial ischemia and reperfusion injury: an experimental study in rats

A interrupção do fluxo sanguíneo, ou isquemia, representa um dos problemas mais importantes de doenças cardiovasculares e cerebrovasculares enfrentados pelos médicos na sua rotina. Em relação ao miocárdio muitos estudos têm sido realizados nessa área e sabe-se que os anestésicos inalatórios e os opiódes podem protege as células cardíacas contra a lesão de isquemia e reperfusão. O propofol por sua parece não ter efeito de précondicionamento, porém apresenta características similares as ações antioxidantes da vitamina E, neutralizando os efeitos nocivos da produção de radicais livres. A associação de sevoflurano, sufentanil e propofol não está descrita na literatura. O objetivo deste estudo foi examinar a potencialização de cardioproteção entre sevoflurano, propofol e sufentanil por meio de análise do tamanho da área de infarto e inibição de apoptose em células miocárdicas. Ratos foram submetidos a 5 protocolos de pré-condicionamento diferentes e divididos em grupos agudos e crônicos. Os resultados indicaram que a associação destes anestésicos não conferiu proteção maior do que quando administrados isoladamente. Além disso, o sevoflurano conferiu proteção ao miocárdio no pós-infarto agudo e crônico. Já o propofol conferiu cardioproteção no pós-infarto crônicoThe interruption of blood flow, or ischemia, represents one of the major problems of cardiovascular and cerebrovascular diseases seen by physicians in their routine. With respect to the myocardium, many studies have been conducted in this area and it is a known fact that inhaled anesthetics and opiates may protect cardiac cells against the ischemia and reperfusion injury. Propofol, in turn, seems to have no preconditioning effect, but it has similar characteristics to the antioxidant actions of vitamin E by neutralizing the harmful effects of free radical production. The combination of sevoflurane, sufentanil and propofol has not been described in literature. The aim of this study was to survey cardioprotection potentiation among sevoflurane, propofol and sufentanil by analyzing the size of infarct area and the inhibition of apoptosis in cardiac cells. Rats were subjected to five different preconditioning protocols and divided into acute and chronic groups. Results indicated that the combination of these anesthetics did not confer greater protection than when they were administered alone. Furthermore, sevoflurane conferred myocardial protection in the postacute and chronic infarction stage. Propofol, in turn, conferred cardioprotection in the chronic post-infarction stag

Protección miocárdica por el pre y el poscondicionamiento anestésico

JUSTIFICATIVA E OBJETIVO: A isquemia miocárdica perioperatória é um evento comumente observado no período perioperatório podendo aumentar significativamente a morbimortalidade pós-cirúrgica. As propriedades cardioprotetoras dos anestésicos voláteis e dos opióides têm sido estudadas durante algumas décadas e hoje constituem poderosas ferramentas no manuseio de pacientes com doença coronariana isquêmica. O objetivo desta revisão foi fornecer fundamentos da proteção miocárdica por precondicionamento. CONTEÚDO: Serão discutidos os conceitos sobre lesão celular decorrente de isquemia e reperfusão, precondicionamento isquêmico (PCI), precondicionamento anestésico (PCA), assim como os mecanismos de proteção miocárdica. Estudos recentes em cirurgia cardíaca demonstram que a aplicação de curtos períodos de isquemia, durante a reperfusão, podem reduzir a área de infarto do miocárdio. Os anestésicos voláteis também podem apresentar efeito protetor na reperfusão miocárdica. Independentemente da via de sinalização que leva ao precondicionamento, tanto aqueles que envolvem anestésicos quanto o isquêmico, considera-se que os canais de KATP dependentes mitocondriais sejam os mediadores finais de cardioproteção por controlarem o influxo de cálcio na mitocôndria e prevenirem a indução da necrose e apoptose. Apesar do PCI e PCA efetivamente reduzirem a área de infarto do miocárdio e melhorarem a função ventricular pós-operatória, é importante salientar que esses tratamentos devem ser anteriores ao evento isquêmics no sentido de justificar sua aplicabilidade clínica. CONCLUSÕES: Os fenômenos conhecidos como precondicionamento isquêmico e precondicionamento anestésico do miocárdi, são bem conhecidos, sendo o mecanismo de proteção similar em ambas as situações, porém nem todos os passos que levam a esta proteção foram completamente esclarecidos. Mais investigações são necessária, para que as propriedades cardioprotetoras dos agentes anestésicos possam ter aplicabilidade clínica crescente.BACKGROUND AND OBJECTIVES: Perioperative myocardial ischemia is commonly observed, and it can increase significantly postoperative morbidity and mortality. The cardioprotective properties of volatile anesthetics and opioids have been studied during several decades and currently constitute powerful tools in the management of patients with ischemic coronariopathy. The objective of this review was to provide the fundaments of myocardial protection by preconditioning. CONTENTS: The concepts of cellular damage secondary to ischemia and reperfusion, ischemic preconditioning (IPC), and anesthetic preconditioning (APC), as well as the mechanisms of myocardial protection, are discussed. Recent studies in cardiac surgery demonstrated that the use of short periods of ischemia during reperfusion can reduce the area of myocardial infarction. Volatile anesthetic can also have a protective effect in myocardial reperfusion. Independently of the signaling pathway that leads to preconditioning, both anesthetic and ischemic, mitochondrial dependent KATP channels are considered the final mediators of cardioprotection by controlling the mitochondrial influx of calcium and, therefore, preventing the induction of necrosis and apoptosis. Although IPC and APC effectively reduce the area of myocardial infarction and improve postoperative ventricular function, it is important to stress that those treatments should be instituted before ischemic events to justify their clinical applicability. CONCLUSIONS: Phenomena known as myocardial ischemic preconditioning and anesthetic preconditioning are well known, and the mechanism of protection is similar in both situations; however, not every step that leads to this protection has been fully explained. Further studies are necessary to increase the clinical applicability of the cardioprotective properties of anesthetics.JUSTIFICATIVA Y OBJETIVO: La isquemia miocárdica perioperatoria es un evento generalmente observado en el período perioperatorio pudiendo aumentar significativamente para la morbi-mortalidad posquirúrgica. Las propiedades cardioprotectoras de los anestésicos volátiles y de los opioides, han sido estudiadas durante algunas décadas y hoy por hoy se han convertido en poderosas herramientas para el manejo de pacientes con enfermedad coronaria isquémica. El objetivo de esta revisión fue el de ofrecer bases sobre la protección miocárdica por precondicionamiento. CONTENIDO: Se discutirán los conceptos sobre lesión celular proveniente de la isquemia y de la reperfusión, precondicionamiento isquémico (PCI), precondicionamiento anestésico (PCA), como también los mecanismos de Protección miocárdica. Recientes estudios en cirugía cardíaca demostraron que la aplicación de cortos períodos de isquemia, durante la reperfusión, puede reducir el área de infarto del miocardio. Los anestésicos volátiles también pueden presentar un efecto protector en la reperfusión miocárdica. Independientemente de la vía de señalización que conlleva al precondicionamiento, tanto los que envuelven anestésicos como el isquémico, se considera que los canales de KATP dependientes mitocondriales sean los mediadores finales de la cardio protección por controlar el influjo de calcio en la mitocondria y prevenir la inducción de la necrosis y de la apoptosis. A pesar de que el PCI y el PCA de hecho reduzcan el área de infarto del miocardio y mejoren la función ventricular postoperatoria, es importante destacar que esos tratamientos deben ser anteriores al evento isquémico en el sentido de justificar su aplicabilidad clínica. CONCLUSIONES: Los fenómenos conocidos como precondicionamiento isquémico y precondicionamiento anestésico del miocardio, son muy conocidos, siendo el mecanismo de protección similar en ambas situaciones, sin embargo no todos los pasos que conllevan a esa protección fueron completamente aclarados. Más investigaciones se hacen necesarias para que las propiedades cardioprotectoras de los agentes anestésicos puedan tener aumentada su aplicabilidad clínica