Alta Dose de N-Acetilcisteína em Cirurgia Cardíaca

Fundo

A insuficiência renal após circulação extracorpórea é comum. 11,4% (1) a 42% (2) dos pacientes com função renal previamente normal apresentam aumento pós-operatório da creatinina sérica. Embora a maioria desses pacientes não necessite de substituição renal a curto ou longo prazo, a mortalidade de pacientes com insuficiência renal aguda é substancialmente maior do que aqueles que não desenvolvem disfunção renal1.

A circulação extracorpórea ativa componentes do sistema imunológico inespecífico, o que leva à geração de compostos contendo radicais livres de oxigênio. Um estudo com 14 pacientes submetidos à cirurgia cardíaca encontrou níveis elevados de produtos da peroxidação lipídica sérica (substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico) dentro de 15 minutos após o início da circulação extracorpórea, que retornaram aos níveis pré-operatórios na manhã seguinte. A capacidade antioxidante total do soro diminuiu correspondentemente no intraoperatório e permaneceu diminuída 24 horas após a cirurgia (3). Um estudo semelhante do status total de antioxidantes plasmáticos mostrou níveis reduzidos até 72 horas de pós-operatório(4). É claro que a circulação extracorpórea causa estresse oxidativo e depleção da capacidade antioxidante.

A N-acetilcisteína é usada rotineiramente no tratamento da overdose de paracetamol. O paracetamol é metabolizado pelo fígado pelo citocromo p450 para formar um composto tóxico reativo de oxigênio. Este metabolito é normalmente desintoxicado por conjugação com a glutationa reduzida hepática (GSH). Na superdosagem, os estoques de GSH são esgotados, levando à necrose das células hepáticas por dano oxidativo. A N-acetilcisteína é um doador do grupo sulfidrila, que permite a regeneração do GSH, aumentando assim a defesa antioxidante do fígado. O tratamento da overdose de paracetamol é atualmente a única indicação aprovada para N-acetilcisteína. As possíveis reações adversas incluem urticária, náuseas e vômitos e uma reação anafilactóide (envolvendo hipotensão, taquicardia, broncoespasmo e edema facial). Essas reações ocorrem mais comumente durante ou no final do período de infusão da dose de ataque e podem estar relacionadas à concentração (5).

O estresse oxidativo pode ser produzido experimentalmente usando glicerol hipertônico. A injeção intramuscular de glicerol hipertônico em ratos precipitou insuficiência renal aguda associada a uma diminuição acentuada nos níveis renais de glutationa reduzida (GSH). O pré-tratamento com N-acetilcisteína preveniu amplamente essas alterações (6). Durante a reperfusão após isquemia renal em ratos, o fluxo sanguíneo renal foi reduzido em comparação com os valores pré-isquêmicos. A TFG também foi reduzida e o peroxinitrito plasmático (um marcador da síntese de óxido nítrico, um componente do estresse oxidativo) aumentou. O pré-tratamento com N-acetilcisteína preveniu parcialmente essas alterações (7). A N-acetilcisteína (combinada com um doador de óxido nítrico e um inibidor da enzima conversora de endotelina) também diminuiu o efeito da lesão renal por isquemia/reperfusão em cães, em termos de função renal melhorada, bem como citocinas pró-inflamatórias intersticiais reduzidas e sintase de óxido nítrico induzível (8).

O radiocontraste geralmente causa disfunção renal, em parte devido ao estresse oxidativo no rim. Embora não seja uma indicação aprovada, a N-acetilcisteína intravenosa foi usada com sucesso para atenuar a nefropatia induzida por radiocontraste e foi mais eficaz do que a profilaxia intravenosa padrão com fluidos (risco relativo 0,28) (9). Embora não seja uma indicação de produto aprovada, a N-acetilcisteína é atualmente usada em nosso hospital para essa finalidade.

O reparo do aneurisma da aorta abdominal infrarrenal comumente causa lesão de isquemia/reperfusão no rim, produzindo um estresse oxidativo semelhante ao do radiocontraste. Uma mistura de antioxidantes incluindo N-acetilcisteína administrada a pacientes submetidos a reparo de aneurisma da aorta abdominal infrarrenal produziu uma depuração de creatinina significativamente melhor (em comparação com controles placebo) 48 horas após a cirurgia (10).

Embora nunca tenha sido investigado por seus efeitos na função renal após cirurgia cardíaca, o efeito perioperatório da N-acetilcisteína em outros sistemas foi estudado. A resposta de explosão oxidativa de neutrófilos de pacientes submetidos a circulação extracorpórea foi significativamente atenuada pela infusão de N-acetilcisteína no circuito de circulação extracorpórea (11).

Um estudo de cães submetidos a bypass cardiopulmonar descobriu que o trabalho de AVC recrutável pré-carga foi mantido nos níveis pré-bypass naqueles animais que receberam N-acetilcisteína, enquanto caiu nos animais de controle. A N-acetilcisteína melhorou significativamente a resolução do edema miocárdico e impediu o aumento do 8-isoprostano plasmático (um marcador de estresse oxidativo) observado em animais de controle (12). Resultados semelhantes foram encontrados em um estudo de 40 pacientes submetidos a cirurgia cardíaca: amostras de biópsia do ventrículo esquerdo mostraram menos conteúdo de 8-isoprostano e menos nitrotirosina (um marcador da produção de óxido nítrico; o óxido nítrico pode atuar como um radical livre de oxigênio). Não foram observadas diferenças na hemodinâmica ou nos resultados clínicos, mas infelizmente os índices da função renal não foram examinados neste estudo (13).

O ascorbato é um antioxidante do qual se pode esperar que tenha uma ação semelhante à N-acetilcisteína. Ascorbato suplementar foi administrado a 43 pacientes antes e por 5 dias após a cirurgia de revascularização do miocárdio. Os pacientes que receberam ascorbato tiveram uma incidência de 16,3% de FA pós-operatória, em comparação com 34,9% nos controles, talvez pela redução do dano oxidativo ao miocárdio (14).

A vasodilatação dependente do endotélio pulmonar geralmente é prejudicada após a circulação extracorpórea, um processo que se acredita estar relacionado a espécies reativas de oxigênio. A vasodilatação pulmonar induzida pela acetilcolina após circulação extracorpórea foi melhor mantida em 12 pacientes que receberam um coquetel de antioxidantes (incluindo N-acetilcisteína) em comparação com 10 pacientes de controle (15).

Há, portanto, evidências de que, nos sistemas imunológico, cardiovascular e respiratório, a N-acetilcisteína pode ser benéfica para pacientes submetidos a cirurgia cardíaca.

A sepse clínica ou a exposição experimental a lipopolissacarídeos estimulam as células do sistema inflamatório a formar radicais livres de oxigênio. A N-acetilcisteína diminui a expressão gênica de citocinas e moléculas de adesão e a ativação de NF-kB in vitro. Em modelos animais de sepse, a N-acetilcisteína reduz a quimiotaxia das células inflamatórias e melhora a sobrevida (conforme revisado pela ref. 16). Em pacientes que sofrem estresse oxidativo devido à sepse, a N-acetilcisteína resulta em diminuição da ativação de NF-kB e diminuição da produção de IL-8 (16).

Hipóteses A N-acetilcisteína administrada a partir do momento da indução da anestesia antes da cirurgia cardíaca e por 24 horas após a cirurgia resulta em alteração diminuída na creatinina sérica desde o valor basal até o nível máximo nos primeiros 5 dias de pós-operatório.

Outros resultados secundários que serão medidos incluem:

• melhor depuração de creatinina no primeiro dia de pós-operatório;
• permanência mais curta na UTI;
• menor tempo de internação;
• níveis séricos de creatinina mais baixos no 2º dia de pós-operatório;
• maior atividade antioxidante plasmática;
• menos estresse oxidativo;
• menor ativação de NF-kB nos componentes celulares do sangue;
• menor resposta de citocinas pró-inflamatórias; e
• menor ativação da via da sintase do óxido nítrico.

Desenho do estudo - visão geral e justificativa

Os pacientes serão randomizados para receber N-acetilcisteína desde a indução da anestesia até 24 horas de pós-operatório, ou placebo (5% de glicose).

A creatinina sérica é o indicador clínico mais comumente usado da função renal, juntamente com o débito urinário. Ambos serão medidos por 48 horas após a cirurgia - o período de tempo durante o qual a insuficiência renal é mais provável de se desenvolver. Um indicador mais sensível de disfunção renal é a depuração da creatinina. Isso será medido nas primeiras 24 horas após a cirurgia e formará o ponto final primário do estudo. Como os pacientes em nossa unidade de terapia intensiva recebem rotineiramente frusemida para manter um débito urinário pós-operatório de > 0,5ml/kg/h (uma vez que o volume de fluido, inotropia e tônus ​​vascular tenham sido manipulados em intervalos considerados aceitáveis), a dose de A frusemida necessária também é um indicador da função renal. Raramente outros diuréticos são administrados, embora, quando este for o caso, também seja observado.

A eficácia da N-acetilcisteína na prevenção do estresse oxidativo será avaliada usando uma medida da atividade antioxidante plasmática total (ensaio da batocuproína) (17) e pela quantificação dos níveis de 8-isoprostano (18). A atividade antioxidante total e o 8-isoprostano já demonstraram ser afetados por cirurgia cardíaca e N-acetilcisteína.

Qualquer efeito renal da N-acetilcisteína será correlacionado com os níveis de citocinas pró-inflamatórias plasmáticas (IL-1, IL-6 e TNF-alfa), que são conhecidas por estarem associadas à insuficiência renal induzida por estresse oxidativo (19, 20) . A ativação da produção induzível de óxido nítrico também está associada à insuficiência renal (21), e o efeito da N-acetilcisteína na expressão do mRNA da sintase do óxido nítrico nos componentes celulares do sangue será analisado por PCR em tempo real. A produção de óxido nítrico será avaliada pela medição da concentração plasmática de nitrotirosina. A dosagem de nitrotirosina é superior à reação de Greiss tradicional (que mede nitrato e nitrito derivados do óxido nítrico), pois nitrato e nitrito sofrem excreção renal, e muitos desses pacientes terão função renal alterada.

A nível molecular, muitos dos genes responsáveis ​​pela estimulação do estresse oxidativo são regulados pelo promotor NF-kB. Os componentes celulares do sangue serão testados para NF-kB usando uma técnica ELISA estabelecida (22) considerada mais sensível do que o ensaio de mudança de mobilidade eletroforética usado para demonstrar um efeito da N-acetilcisteína na sepse humana (16). O NF-kB nos componentes celulares do sangue também será testado usando PCR em tempo real.

Randomização A randomização será baseada em números aleatórios gerados por computador. Uma vez obtido o consentimento, a alocação do tratamento com N-acetilcisteína ou placebo será organizada por uma pessoa independente (farmacêutico de ensaios clínicos) que distribuirá as bolsas de infusão codificadas. Isso será entregue à equipe de anestesia que cuida do paciente no centro cirúrgico e à enfermeira da UTI que cuida do paciente no pós-operatório.

Protocolo detalhado Imediatamente após a indução da anestesia, antes da primeira incisão cirúrgica, N-acetilcisteína será administrada na dose de 150 mg/kg IV em 200 mL de glicose a 5% durante 15 minutos, seguida de infusão IV contínua de 50 mg/kg em 500 mL de glicose a 5% durante 4 horas, depois 100 mg/kg em 1 L de glicose a 5% durante 20 horas (dose total 300 mg/kg em 24 horas). Esta é a dose padrão de N-acetilcisteína usada clinicamente na overdose de paracetamol (5). Os pacientes randomizados para receber placebo receberão um volume equivalente a 5% de glicose. A aparência das soluções de glicose a 5% e N-acetilcisteína é semelhante e não haverá marcações na bolsa de infusão além de um número de identificação do estudo.

Uma coleta de urina de 24 horas será iniciada imediatamente após a chegada na UTI, para permitir a determinação do clearance de creatinina. Isso será medido no laboratório de patologia clínica do hospital. A depuração da creatinina será o endpoint primário do estudo.

Os dados clínicos serão registrados conforme detalhado abaixo pelos investigadores ou pela enfermeira pesquisadora da UTI.

Quatro amostras de 20 ml de sangue heparinizado serão retiradas da linha arterial para citocinas e análise molecular. As amostras serão coletadas imediatamente após a indução da anestesia, na chegada à unidade de terapia intensiva e 6 e 24 horas após a cirurgia. Imediatamente após a coleta, o sangue será centrifugado em baixa velocidade para separar o plasma dos componentes celulares, os quais serão armazenados em alíquotas a -70 graus antes da análise em lote.

A análise da atividade antioxidante total plasmática e das concentrações de 8-isoprostano, IL-1, IL-6, TNF-alfa e nitrotirosina será realizada usando kits de reagentes ELISA disponíveis comercialmente (Oxford Biomedical Research, Oxis Research, BioCore). Os componentes celulares do sangue serão testados para a concentração de NF-kB usando um kit ELISA disponível comercialmente (Oxford Biomedical Research), e para mRNAs iNOS e NF-kB usando uma máquina de PCR em tempo real e reagentes de ensaio pré-desenvolvidos pela Applied Biosystems com 18S como controle endógeno. O investigador principal tem experiência com essas técnicas ou outras semelhantes.

Estatísticas e cálculo de potência Usando dados disponíveis de nosso banco de dados de cirurgia cardíaca de mais de 2.500 pacientes nos últimos 5 anos, esperamos um aumento médio da creatinina sérica desde o valor basal até um valor máximo de 50 micromol/L no grupo controle, com um desvio padrão de 30 micromoles/L. Dadas essas mudanças, são necessários 60 pacientes para ter um poder de 90% de detecção de uma diferença de 30 micromol/L entre o grupo controle e o grupo de intervenção com um alfa de 0,05.

Coleta de dados A coleta de dados será realizada pelo investigador principal, enfermeira pesquisadora da UTI e equipe de enfermagem da UTI.

As seguintes variáveis ​​serão obtidas:

Nome, sexo, idade e número do prontuário Data de admissão na UTI Procedimento cirúrgico e tempo de circulação extracorpórea Avaliação pré-operatória da função ventricular esquerda Creatinina e uréia séricas no pré-operatório, no pós-operatório imediato e a cada 24 horas (medidas para fins clínicos) Doses de administração de frusemida (ou taxa de infusão de furosemida) Uso de inotrópicos Débito cardíaco sempre que medido para fins clínicos nas primeiras 24 horas de pós-operatório Débito urinário a cada período de 6 horas pelas 24 horas de pós-operatório Data de alta da UTI e hospital ou óbito

Violações de protocolo Todas as violações de protocolo serão registradas. Será então decidido se a natureza de tal violação foi tal que o paciente deveria ser excluído da análise de dados primários. Essa avaliação será cega para o tratamento.