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Doctoral Thesis
DOI
https://doi.org/10.11606/T.5.2021.tde-30082021-110155
Document
Author
Full name
Erlon de Avila Carvalho
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2021
Supervisor
Committee
Terra, Ricardo Mingarini (President)
Andrade, Daniel Ciampi Araujo de
Cardoso, Paulo Francisco Guerreiro
Gróss, Jefferson Luiz
Title in Portuguese
Modulação da resposta inflamatória e imunológica pela eletroestimulação vagal em porcos submetidos à resseção pulmonar por toracotomia convencional ou cirurgia robótica
Keywords in Portuguese
Cirurgia torácica
Estimulação do nervo vago
Nervo vago
Neuroimunomodulação
Procedimentos cirúrgicos robóticos
Síndrome de resposta inflamatória sistêmica
Toracotomia
Abstract in Portuguese
INTRODUÇÃO: A cirurgia torácica está associada à resposta inflamatória sistêmica (RIS) e liberação de elevados níveis de citocinas que são causadores de várias complicações no pós-operatório. A cirurgia torácica minimamente invasiva foi desenvolvida com o intuito de minimizar essas complicações, pois apresenta uma menor resposta inflamatória. A eletroestimulação do nervo vago (EV) é capaz de modular a via neural anti-inflamatória e a liberação exacerbada de citocinas reduzindo a RIS e as complicações associadas. OBJETIVOS: Determinar se a EV no período de pós-operatório imediato de cirurgia torácica com ressecção pulmonar por toracotomia e cirurgia robótica em suínos modula a liberação de citocinas pró-inflamatórias e avaliar os efeitos da EV na função imunológica; prevenção de complicações cardiopulmonares e perfusão hemodinâmica. MÉTODO: Estudo experimental em suínos com 4 grupos, Grupos 1 e 2 Toracotomia Com Estímulo Vagal (CEV) e Toracotomia Sham e; Grupos 3 e 4 Robótica CEV e Robótica Sham. Total de 24 animais, com 6 animais em cada grupo. As amostras sanguíneas foram coletadas nos níveis basais de cada animal no preparo anestésico, no período pós-operatório imediato, de 4/4 horas até completar 24 horas. Foi estimulado o nervo vago com 3,5 mA 5 Hz iniciada antes da ressecção pulmonar e continuamente até completar 24 h. Foram analisadas as dosagens de citocinas imunológicas, pró e anti-inflamatórias no soro, lavado broncoalveolar e parênquima pulmonar. As análises estatísticas descritivas para os dados quantitativos foram realizadas apresentado às médias acompanhadas dos respectivos desvios padrão (+dp). Os pressupostos da distribuição normal em cada grupo e a homogeneidade das variâncias entre os grupos foram avaliados respectivamente, com o teste de Shapiro-Wilk e com o teste de Levene. As variáveis quantitativas, onde foram analisados três fatores (Cirurgia, Estímulo e tempo), foi utilizada a Análise de Variância de Três Fatores de medidas repetidas para um único fator (Tempo). Para as variáveis quantitativas, onde foram analisados dois fatores (Cirurgia e Estímulo), foi utilizada a Análise de Variância de Duplo Fator. Todas as análises foram realizadas no software SPSS 21 com nível de significância de alfa=0,05. RESULTADOS: O EV diminuiu as complicações clínicas na comparação entre os Grupos Toracotomia CEV x Sham com menos dessaturação (p=0,015), bradicardia e BAV 2º grau (p=0,015). O EV aumentou os níveis de citocinas imunológicas do BAL na comparação Toracotomia CE x Sham em GM-CSF (p=0,019), IFN y (p=0,013) e IL 2 (p=0,031) e no grupo Robótica CE x Sham o EV diminuiu IL6 no BAL (p=0,035) e aumentou em Toracotomia CE x Sham os níveis de IL12 (p=0,007) no parênquima pulmonar. CONCLUSÃO: A estimulação vagal exerceu um efeito imunomodulador no parênquima pulmonar diminuindo a resposta inflamatória local, principalmente por ativação de citocinas antinflamatórias e consequentemente reduzindo episódios de dessaturação, hipóxia e hipercapnia. Mostrou um efeito cardioprotetor com menor risco de bradicardia e BAV de segundo grau e teve efeito imunomodulador mais evidente no grupo Toracotomia, o qual apresentou resposta inflamatória mais exuberante
Title in English
Modulation of the inflammatory and immunological response by vagal electro-stimulation in pigs submitted to pulmonary resection by conventional thoracotomy or robotic surgery
Keywords in English
Neuroimmunomodulation
Robotic surgical procedures
Systemic Inflammatory response syndrome
Thoracic surgery
Thoracotomy
Vagus nerve
Vagus nerve stimulation
Abstract in English
INTRODUCTION: Thoracic surgery is associated with a systemic inflammatory response (SIR) and the release of high levels of cytokines that cause several postoperative complications. Minimally invasive thoracic surgery was developed in order to minimize these complications, because it presents less inflammatory response. Electrostimulation of the vagus nerve (EV) is able to modulate the antiinflammatory neural pathway and to exacerbate cytokine release, reducing SIR and associated complications. OBJECTIVES: Determine whether EV modulates the release odf proinflammatory cytokines and evaluates the effects of EV on imune function in the immediate postoperative period of thoracic surgery with pulmonar ressection by thoracothomy and robotic surgery in pigs, like prevention of cardiopulmonar complications and hemodynamic perfusion. METHOD: An experimental study in swine with 4 groups, in Groups 1 and 2 Thoracotomy With Vagal Stimulation (WSV) and Toracotomy Sham e; in Groups 3 and 4 Robotics WSV and Robotics Sham. Total of 24 animals, with 6 animals in each group. Blood samples were collected at baseline levels of each animal in the anesthetic preparation, in the immediate postoperative period, from 4/4 hours to 24 hours. The 3.5 mA 5 Hz vagus nerve started before pulmonary resection and continuously until 24 h were stimulated. The dosages of immunological, pro and anti-inflammatory cytokines in the serum, bronchoalveolar lavage and lung parenchyma were analyzed. The descriptive statistical analyzes for the quantitative data were carried out presented to the averages accompanied by the respective standard deviations (+ SD). The assumptions of the normal distribution in each group and the homogeneity of the variances between the groups were evaluated respectively with the Shapiro-Wilk test and with the Levene test. For the quantitative variables, where three factors were analyzed (Surgery, Stimulus and time), the Analysis of Variance of Three Factors of repeated measures for a single factor (Time) was used. For the quantitative variables, where two factors were analyzed (Surgery and Stimulus), the Double Factor Analysis of Variance was used. All analyzes were performed using the SPSS 21 software with a significance level of alpha = 0.05. RESULTS: EV reduced the clinical complications in the comparison between the WSV x Sham Toracotomy Groups with less desaturation (p = 0.015), bradycardia and second degree atrioventricular block (p = 0.015). The EV increased the levels of immunological cytokines of the BAL in the comparison between WSV and Sham thoracotomy in GM-CSF (p = 0.019), IFN y (p = 0.013) and IL 2 (p = 0.031). Instead, in the WSV Robotics group x Sham the EV decreased IL6 in the BAL (p = 0.035) and increased the levels of IL12 (p = 0.007) in the pulmonary parenchyma in WSV x Sham thoracotomy. CONCLUSION: Vagal stimulation exerted an immunomodulatory effect on the lung parenchyma by decreasing the local inflammatory response, mainly by activating anti-inflammatory cytokines and consequently reducing episodes of desaturation, hypoxia and hypercapnia. It showed a cardioprotective effect with a lower risk of bradycardia and second degree atrioventricular block and had a more evident immunomodulatory effect in the Thoracotomy group, which showed a more exuberant inflammatory response
 
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Publishing Date
2021-08-30
 
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