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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.5.2010.tde-03112010-155159
Document
Author
Full name
Christiane Costa Calciolari
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2010
Supervisor
Committee
Negri, Elnara Márcia (President)
Bernardi, Fabiola Del Carlo
Carvalho, Maria Eudoxia Pilotto de
Mauad, Thais
Meyer, Eduardo Correa
Title in Portuguese
Modulação da expressão gênica de componentes envolvidos no processo de remodelamento pulmonar em diferentes modelos de lesão induzida pela ventilação mecânica
Keywords in Portuguese
Expressão gênica
Lesão pulmonar aguda
Matriz extracelular
Mecanotransdução celular
Ventilação mecânica
Abstract in Portuguese
INTRODUÇÂO: Apesar de ser essencial, em algumas situações a ventilação mecânica (VM) pode acarretar danos ao pulmão sadio, evento conhecido como lesão pulmonar induzida pela ventilação ou ventilator-induced lung injury VILI. Esse processo depende da ação de forças mecânicas e da resposta inflamatória pulmonar. OBJETIVO: No presente estudo, analisamos a inflamação pulmonar e a expressão gênica de proteoglicanos e proteínas do citoesqueleto em resposta a dois mecanismos de VILI (alto volume e alta pressão). MÈTODOS: Vinte e um coelhos foram randomizados em três grupos: Controle (CTR), n=6; VC=8ml/kg, PEEP=5cmH2O, fluxo= 2l/min; Alto volume (AV), n=7; VC=16 ml/kg, PEEP 5cmH2O, fluxo= 3 l/min e Alta pressão (AP), n=8; com pressão inspiratória máxima (PIMAX) de 30cmH2O e PEEP=12cmH2O, com a intenção de manter o mesmo volume corrente do grupo controle. Os animais foram ventilados por 3h30m e subsequentemente exsanguinados. RESULTADOS: Houve redução na complacência dinâmica do grupo AP quando comparado aos grupos CTR (p=.001) e AV (p=.000). A análise histológica não mostrou diferença no infiltrado das células inflamatórias entre os grupos, da mesma forma, não foram encontradas diferenças na expressão gênica da interleucina-8. A expressão gênica da alfa-actina não apresentou nenhuma diferença estatística entre os grupos. Diferenças na expressão dos proteoglicanos, entre as regiões pulmonares, foram observadas somente no grupo AV, com aumento da expressão gênica do biglican (p=.004) e lumican (p=.003) na região não dependente. A comparação da região não dependente entre os grupos mostrou aumento da expressão do biglican no grupo AP versus o CTR (p=.005). A análise entre os grupos da região dependente mostrou aumento da expressão da decorina no grupo AP (p=.049) e aumento da expressão do versican no AV (p=.003) e AP (p=.015) versus CTR; e, o grupo AP apresentou aumento na expressão do biglican (p=.007) e do lumican (p=.021). CONCLUSÃO: As forças geradas pela VM agem sobre o parênquima pulmonar determinando alterações na expressão gênica de proteoglicanos, independentemente da resposta inflamatória. Pressão e volume agem de forma diversa, sendo as grandes alterações de força impostas pela ventilação com altos volumes, sentidas mais pelas regiões não dependentes do pulmão. A alta pressão transpulmonar mantida mostrou-se como a maior indutora da expressão de fibrogênese dos componentes estudados da MEC
Title in English
Gene expression of important components involved in lung remodeling process in ventilator induced lung injury
Keywords in English
Acute lung injury
Extracellular matrix
Gene expression
Mechanical ventilation
Mechanotransduction
Abstract in English
INTRODUCTION: In spite of being essential, in some situations mechanical ventilation (MV) can lead to damages to the lung, an event known as ventilator-induced lung injury. This process depends on the action of mechanical forces and lung inflammatory response. OBJECTIVE: Analyze lung inflammation and gene expression of proteoglycans and cytoskeleton proteins in response to two mechanisms of VILI (high volume and high pressure). METHODS: Twenty-one rabbits were randomized into three groups: Control, n=6; VT=8ml/kg, PEEP=5 cm H2O, flow = 2l/min; High volume (HV), n=7; VT=16 ml/kg, PEEP 5 cm H2O, flow = 3 l/min and High pressure (HP), n=8; with maximal inspiratory pressure (PIMAX) of 30cmH2O and PEEP 12cmH2O, with the intention of maintaining the same tidal volume as the LV group.. Animals were ventilated for 3h30m and subsequently exsanguinated. RESULTS: There was a reduction in lung compliance in the HP group when compared to control (p=.001) and HV groups (p=.000). Histological analysis did not show difference in inflammatory cells infiltrate between groups, in the same way, no differences in interleukin 8 gene expression were observed. Alpha-actin gene expression did not show any statistical differences between groups. Differences in proteoglycan expression between lung regions were only noticed in the HV group, with Biglycan (p=.004) and lumican (p=.003) gene expression increased in the non-dependent region. Comparisons between groups concerning the nondependent region showed increased expression of biglycan in HP versus control (p=.005). Comparisons between groups addressing the dependent region showed increased expression of decorin in HP (p=.049) and increased expression of versican in HV (p=.003) and HP (p=.015) versus control; and the HP group showed the highest Biglycan (p=.007) and lumican (p=.021) expressions. CONCLUSION: The forces generated by MV act on the lung parenchyma determining alterations in the gene expression of the proteoglycans, independently of the inflammatory response. Pressure and volume act in different ways, being alterations of force imposed by high volumes, felt more by the non-dependent lung regions. The high transpulmonary maintained pressure was the greatest inducer of expression of fibrogenesis related ECM components
 
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Publishing Date
2010-11-04
 
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